大豆灰斑病菌侵染体系优化及转录组分析

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大豆灰斑病(Cercospora spot of soybean)是我国大豆主产区主要病害之一。采用人工接种的方法研究其抗性分子遗传和机制,为解决大豆灰斑病抗性提供理论依据。然而,在病原菌人工繁殖和接种过程中,室外接种存在特定生理小种易混杂和孢子数量、活力不足等问题,导致室内人工接种鉴定效果差制约研究进展。本研究针对大豆灰斑病7号生理小种,以具有自主知识产权的V8培养基为培养基质,对V8培养基培养条件、大豆灰斑病的产孢和室内侵染方法进行研究优化侵染体系,并将侵染结果应用于转录组研究,进行大豆-灰斑病菌互作中存在响应的机制分析。主要研究成果如下:1.以本团队开发的V8培养基为研究对象,在相同条件下,V8培养基中直径生长量和产孢量皆优于PDA培养基,进一步验证了V8培养基的培养效果。通过研究发现,大豆灰斑病菌丝在V8培养基培养最佳光照条件是暗培养,最佳温度是25℃,最佳p H值为6.5。2.基于对大豆灰斑病菌丝生长环境进行研究的基础上,分别采用三种方法对菌株进行促产孢试验。最佳产孢方法为菌饼靠接法,产孢峰值平均每视野可达58个孢子,菌落直径在15mm以上产孢均量较好。室内叶片侵染最佳方式为菌饼靠接法,感病材料在第13d出现病害症状。3.基于对大豆灰斑病原菌孢子及侵染体系研究,对试验材料接种病原菌后7个时间点取样进行转录组测序分析。转录结果Q30≥95.03%,通过GO富集分析在抗、感病材料中发现在感病相关的代谢途径存在异同,其中抗病材料中,注释到节律性过程、转录因子活性,蛋白结合基因数目差异较大可能参与到对病原菌抗病机制的应答。在KEGG富集分析中,感病特有通路中单萜类合成物、淀粉和蔗糖代谢、ABC转运蛋白等通路表达明显。响应灰斑病诱导的抗性代谢调控途径概为在抗病材料中通路较为显著的氨基酸糖和核苷酸糖代谢、抗坏血酸及醛酸盐代谢、戊糖和葡萄糖酸盐相互转化、吞噬体等途径。GO与KEGG富集到与抗病相关代谢通路的异同基因可能参与到响应灰斑病诱导的抗性代谢调控途径。
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