南瓜嫁接提高冬瓜枯萎病抗性的转录组分析

摘要

为解析南瓜（Cucurbita spp.）嫁接提高冬瓜（Benincasa hispida(Thunb.)Cogn.）枯萎病抗性的分子机制，本研究以‘海砧1号’南瓜、‘铁柱2号’冬瓜作为材料，采用插接法嫁接或自接（自接指砧木与接穗均来自同一种材料）获得嫁接冬瓜（GW）、自接冬瓜（SW）和自接南瓜（SP）3种幼苗，将其种植在8.0×105 CFU·g-1尖孢镰刀菌接菌浓度土壤中，以0 CFU·g-1接菌浓度土壤为对照，培养5天后采集根部和叶片样品进行转录组测序，分析差异表达基因。结果表明，在叶片与根部中分别筛选出284个与2个潜在的抗病基因。对其进行GO与KEGG分析发现，苯丙烷生物合成是嫁接冬瓜叶片与根部共有的代谢通路；利用DRAGO 3对潜在抗病基因进行结构域预测，预测出16个与植物抗病相关的基因，主要与模式触发免疫（pattern-triggered immunity,PTI）途径有关；对叶片与根部中所有转录组序列进行转录因子（Transcription factor,TF）分析，分别鉴定出2 828个和5 426个差异表达TFs，其中，共有的大量转录因子集中在MYB、b HLH、ERF与NAC等转录因子家族上。综上可推测，苯丙烷生物合成、MYB、b HLH、ERF与NAC等转录因子在防御尖孢镰刀菌侵染上发挥重要作用。

关键词

冬瓜 / 南瓜 / 嫁接 / 尖孢镰刀菌 / 转录组测序

基金资助

国家自然科学基金项目(32260752); 海南省重大科技计划项目(ZDKJ2021005)