【摘 要】
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甜菜褐斑病严重制约甜菜生长,NBS-LRR家族是植物最大的抗病基因家族。本研究采取生物信息学手段鉴定甜菜全基因组中的NBS-LRR基因家族,对高抗褐斑病和高感褐斑病品种在尾孢菌侵染初期和发病期下进行转录组测序和植物内源激素浓度测定,通过三方面的单独研究和联合分析,挖掘对甜菜褐斑病有抗性的基因,为揭示甜菜抗病机制提供了理论依据。本研究的主要结果有:1.甜菜基因组中有267条NBS-LRR基因,分为N
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甜菜褐斑病严重制约甜菜生长,NBS-LRR家族是植物最大的抗病基因家族。本研究采取生物信息学手段鉴定甜菜全基因组中的NBS-LRR基因家族,对高抗褐斑病和高感褐斑病品种在尾孢菌侵染初期和发病期下进行转录组测序和植物内源激素浓度测定,通过三方面的单独研究和联合分析,挖掘对甜菜褐斑病有抗性的基因,为揭示甜菜抗病机制提供了理论依据。本研究的主要结果有:1.甜菜基因组中有267条NBS-LRR基因,分为N、NL、CNL、TNL和RNL型5个亚家族,多数位于2、3、4和7号染色体,有73.25%的基因聚集为27个基因簇。甜菜CNL亚家族缺失RNBS-C保守基序,大规模出现PLN03210和PLN0013结构域。甜菜NBS-LRR基因的启动子中包含植物激素和胁迫等多种相关顺式元件。CNL和RNL亚家族与藜麦的抗病蛋白同源性最高,其次为菠菜抗病蛋白。2.高感品种中的差异表达基因和NBS家族差异表达基因多于高抗品种,发病期多于侵染初期。在KEGG注释中,高抗品种和高感品种的侵染初期富集最显著的通路是植物-病原菌互作,两个品种在发病期富集基因最多的是苯丙烷生物合成通路,其中NBS-LRR类基因只参与植物-病原菌互作通路。通过加权基因共表达网络分析获得与褐斑病相关性最大的基因模块,共包含2427个基因,其中有39个属于NBS-LRR家族。3.在高抗品种中,水杨酸浓度从对照组到侵染初期升高,侵染初期到发病期降低;茉莉酸浓度从对照组到侵染初期升高,侵染初期到发病期降低。在高感品种中,水杨酸浓度从对照组到侵染初期降低,侵染初期到发病期升高;茉莉酸浓度从对照组到侵染初期升高,侵染初期到发病期降低。高抗品种有1个水杨酸信号转导途径相关基因,其编码的蛋白为PR1,高感品种中有2个。高抗品种中有2个茉莉酸信号转导途径相关基因,其编码的蛋白被识别为JAZ蛋白和MYC2转录因子,在高感品种中有5个。
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