RNA-Seq分析揭示了与高粱抵抗Fusarium thapsinum茎秆感染相关的早期防御机制激活和响应

《BMC Genomics》：RNA-Seq analysis reveals early defense activation and responses associated with resistance to Fusarium thapsinum stalk infection in sorghum

　　

摘要

高粱的茎秆腐烂病是由Fusarium thapsinum引起的，该病害对全球高粱生产造成了严重影响。在本研究中，我们分析了高粱对茎秆腐烂病抗性的全基因组转录响应。我们在高粱开花期接种F. thapsinum后24小时和48小时，分别测定了两个高粱基因型（抗性基因型SC599和易感基因型BTx3042）的转录组。共生成了24个RNA-seq文库。差异表达基因（DEGs）的数量介于360到6,178个之间（FDR < 0.05），抗性基因型的转录响应更为早期且强度更高。在接种后24小时，SC599中上调了多个与防御相关的关键基因，包括核苷酸结合位点富亮氨酸重复序列基因（Sobic.005G226400）、与病原体生成相关的蛋白基因（Sobic.001G401200）、疾病抗性响应基因（Sobic.009G021300）、与细胞壁相关的激酶基因（Sobic.008G170800和Sobic.002G249600）以及类黄酮合成酶基因（Sobic.004G050200）；而在BTx3042中，这些基因的表达较低或延迟。基因本体论（GO）和KEGG分析显示，抗性基因型在接种后24小时表现出防御响应、类黄酮生物合成和信号转导方面的富集现象，而易感基因型则显示出与应激相关的通路激活延迟。这些结果强调了早期和协调启动防御响应的重要性，并为了解高粱对F. thapsinum>的抗性机制的时间调控提供了见解，同时可能为未来研究高粱茎秆腐烂病抗性的分子机制提供理论框架。