在小麦中通过Sr24耐基因介导的NILs中,对茎抗的比较转录组学
Gautam Vishwakarma1,2, Ajay Saini2,3, Subhash Chander Bhardwaj4
1Nuclear Agriculture and Biotechnology Division, Bhabha Atomic Research Centre, Trombay, Mumbai, Maharashtra, India.
PloS one
|December 11, 2023
概括
小麦茎的耐性涉及复杂的基因相互作用. 这项研究揭示了小麦中Sr24介导的防御机制,确定了加强对这种破坏性真菌病的作物保护的关键基因和途径.
科学领域:
- 植物病理学 植物病理学
- 分子遗传学 分子遗传学
- 农业科学 农业科学
背景情况:
- 小麦茎生,是由 *Puccinia graminis* f. sp. 引起的 *tritici*,对全球小麦生产构成重大威胁.
- 新出现的病型挑战现有的抗性基因 (Sr),需要对抗性机制有更深入的了解.
- 对小麦生的转录基因研究是有限的,特别是在干生方面.
研究的目的:
- 在干生感染期间,调查易受小麦基因型 (C306) 和其Sr24基因 (HW2004) 的近同源线 (NIL) 之间的转录组差异.
- 为了确定参与Sr24介导的干抗性的基因和途径.
- 发现有助于小麦抵御干的新基因.
主要方法:
- 微阵列分析被用来比较基因表达特征.
- 对差异表达基因 (DEGs) 进行了基因本体学 (GO) 和途径分析.
- 在不同感染阶段,对易受感染的小麦 (C306) 和Sr24 NIL (HW2004) 进行了比较.
主要成果:
- 与C306.6相比,HW2004表现出更高的防御相关基因的基底表达和更早的防御机制激活.
- 确定的关键途径包括病原体检测,下游信号传递,转录因子活性,反应性氧物种 (ROS) 生成,细胞骨重组,酶活性和脂质代谢.
- 发现了对感染有反应的新型,未注释的基因,可能有助于抗药性表型.
结论:
- 在HW2004中Sr24介导的耐药性涉及到一个协调的反应,包括ROS爆发,细胞骨变化和二次代谢物产生.
- 该研究确定了候选基因和通路,这些基因和通路对于理解和潜在地增强小麦茎的抗性至关重要.
- 在Sr24链接标记附近的DEG映射表明进一步调查Sr24介导的3E染色体抗性的遗传基础.
