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揭示凤仙花霜霉病中的遗传相互作用

导读一个研究小组仔细分析了华氏凤仙花对Plasmopara obducens感染的转录反应,发现在疾病的不同阶段有 3,000 到 4,500 个差异表达的转录本...

一个研究小组仔细分析了华氏凤仙花对Plasmopara obducens感染的转录反应,发现在疾病的不同阶段有 3,000 到 4,500 个差异表达的转录本。通过这项研究,他们构建了一个从头转录组组装,确定了与植物易感性有关的关键基因,包括几个应激反应基因、受体样激酶 (RLK) 和抗性基因。这项研究不仅增强了我们对华氏凤仙花与其病原体之间分子相互作用的理解,而且为未来在这种具有经济意义的观赏作物中设计抗病性提供了基础资源。

霜霉病,包括凤仙花霜霉病 (IDM),对农作物和观赏作物都构成严重威胁,严重影响花卉栽培等行业。这种病原体Plasmopara obducens是最近才出现的,自 2004 年首次在美国栽培的华氏凤仙花中发现以来,已经产生了重大的经济影响。目前的研究已经开始揭示宿主和病原体的基因组基础,但在了解完整的宿主-病原体相互作用和开发抗 IDM 品种方面仍然存在差距。

2024 年 3 月 27 日, 《观赏植物研究》杂志发表了一项研究 (DOI: 10.48130/opr-0024-0006),深入分析了I. walleriana在被P. obducens感染期间的转录组分析,旨在确定与易感性相关的候选基因。这项研究对于指导未来育种工作以增强对 IDM 的抵抗力至关重要,以满足消费者对健壮I. walleriana品种的强烈需求。

在本研究中,我们利用RNA-Seq 和从头转录组组装来检查I. walleriana在感染P. obducens期间的转录变化。共使用了 528,964,774 个干净读取来构建从头组装,从而产生了 73,022 个优化的重叠群。差异表达分析确定了跨不同感染阶段的 3,000 到 4,500 个差异表达转录本 (DET)。在响应 P. obducens时,几种受体样激酶 (RLK)、抗性基因、白粉病易感基因、转录因子(包括葡萄霜霉病易感因子)、逆转录转座子和许多其他植物应激相关基因主要在I. walleriana中以差异表达。功能注释和基因集富集分析表明在整个感染周期中许多应激反应基因被激活和失活,凸显了I. walleriana响应病原体而发生的显著转录重编程。

据该研究的首席研究员 Gul Shad Ali 教授介绍,“我们的研究重点是I. walleriana与P. obducens兼容相互作用期间的转录组分析。这些结果可以提供见解,并为未来研究了解 IDM 中的宿主-病原体相互作用奠定基础。”

这项研究不仅深入了解了I. walleriana对P. obducens 的易感机制,而且为未来旨在增强抗霜霉病的研究奠定了坚实的基础,从而有可能恢复受这种毁灭性疾病影响的凤仙花的观赏价值。

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