花生白绢病抗性评价及转录组和代谢组分析

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花生白绢病是由齐整小核菌(Sclerotium rolfsii Sacc.)引起的一种土传真菌病害,近年来在全国各花生产区都有发生,引起较大损失,严重制约了我国花生生产发展。由于病原菌寄主范围广泛且菌核可以在土壤中存活多年,白绢病防治十分困难。培育和种植抗病品种是防控花生白绢病最经济有效的方法。目前我国花生白绢病抗性研究还比较薄弱。针对这一现状,本研究开展了花生白绢病抗源筛选、抗感品种的转录组和代谢组分析工作,主要结果如下:1.对256份花生资源材料进行了2年3个环境的抗病鉴定,获得了相对稳定的6份抗病材料,包括花28、山东仔、ICG6326、泉花7号、泉花9号和桂花836。这些材料在3个环境下的病情指数均低于40,并且死亡率均低于20%。2.对抗感花生茎秆离体接种白绢病菌后进行了转录组分析,在接种早期(3 h、12 h),差异表达基因均表现出上调基因数目多于下调基因,而在病原菌侵染后期(24 h、48 h)均表现出下调基因数目多于上调基因。这与接种条件下,花生茎秆在接种后24 h出现表现症状相吻合。接种后3 h,抗病品种差异表达基因数量高于感病品种,而其它时间点差异表达基因数量低于感病品种,推测抗病材料响应病原菌侵染的基因调控主要集中在病原菌侵染3 h。GO和KEGG通路富集分析发现次生代谢物及碳水化合物代谢在花生茎秆抵御白绢病病原菌侵染中起到重要作用,如苯丙烷途径、苯丙氨酸代谢途径和黄酮类生物合成途径等。3.对抗感花生茎秆接种白绢病菌后进行代谢组分析,抗病花生品种存在37个特异的差异代谢物,主要涉及氨酰基t RNA的生物合成、苯丙烷生物合成、黄酮类生物合成、氨基酸代谢等代谢通路。4.通过转录组和代谢组联合分析,发现苯丙烷代谢通路在花生抗白绢病过程中起重要作用。抗病品种中编码苯丙烷代谢过程中相关代谢物合成酶的基因Arahy.G9Z3VW、Arahy.EEZ4Y8、Arahy.K1LFJJ、Arahy.IMLK5J、Arahy.EQU2N6和Arahy.NZB2J0在抗病过程中上调表达。
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