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黄瓜是世界性的重要蔬菜作物之一。疫病是危害华南地区黄瓜生产的毁灭性土传病害,主要由瓜类疫霉菌侵染引起。目前,生产中尚无完全免疫或高抗的品种类型,同时也缺乏有效的农业措施和杀菌剂。油菜素甾醇类化合物(BRs)是一种对植物的生长发育有重要影响的新型激素,能够提高植株对多种病原菌的抗性。前期研究表明,1μM表油菜素内酯(EBR)预处理可诱导黄瓜幼苗疫病抗性。本研究通过RNA-seq技术进一步分析比较EBR预处理和单一接种疫霉菌处理植株的转录组数据,挖掘潜在的抗病基因,阐明BRs诱导黄瓜植株疫病抗性的分子机制。主要研究结论如下:1、以黄瓜感病品种“中农20号”为试材,试验设置灭菌水空白对照(CK)、单一EBR预处理(BR)、单一接种疫霉菌(P)、EBR预处理后接种疫霉菌(BR-P)四个处理,两叶一心时进行处理,接种后5天调查病情指数。结果表明,EBR预处理显著降低了黄瓜植株的发病率,BR-P处理的黄瓜植株病情指数为29.13%,P处理植株的病情指数为55.77%。2、接种瓜疫霉菌24 h后,取四个处理的下胚轴进行RNA-seq测序,将测序结果与黄瓜基因组进行比对和基因功能注释后,分析各处理间的基因表达变化,研究结果如下:(1)差异表达分析表明,BR-P处理较P处理有196个基因发生显著性差异表达,其中上调基因85个,下调基因111个;BR处理较CK有535个基因发生显著性差异表达,其中上调基因152个,下调基因383个;P处理较CK有2382个基因发生显著性差异表达,其中上调基因1322个,下调基因1060个。三个比较组中共有的差异表达基因有33个。(2)GO功能富集分析发现,BR-P处理和P处理比较组中的196个差异表达基因富集到32个GO term;P处理和CK比较组的535个差异表达基因富集到43个GO term;P处理和CK比较组中2382个差异表达基因富集到46个GO term,这些GO term主要涉及到生物学过程和催化活性等。KEGG富集分析发现,BR-P和P处理比较组中的差异表达基因显著富集的Pathway为植物激素信号转导(plant hormone signal transduction);BR处理和CK比较组显著富集Pathway是植物激素信号转导(plant hormone signal transduction);P处理和CK比较组中显著富集Pathway分别是苯丙烷类生物合成(phenylpropanoid biosynthesis)、苯丙氨酸代谢(phenylalanine metabolism)、植物激素信号转导(plant hormone signal transduction)、光合作用天线蛋白(photosynthesis-antenna proteins)、植物-病原菌互作(plant-pathogen interaction)。(3)RNA-seq分析表明,EBR预处理和接种疫霉菌显著影响了抗病相关转录因子基因的表达。P和CK比较组中有2个TGA转录因子、38个ERF转录因子、21个WRKY转录因子、24个MYB转录因子、20个NAC转录因子、9个HSF转录因子;BR和CK比较组中有16个ERF转录因子、9个WRKY转录因子、8个MYB转录因子、3个NAC转录因子、4个HSF转录因子;BR-P处理和P处理比较组中有1个TGA转录因子、10个ERF转录因子、6个WRKY转录因子、2个MYB转录因子、7个NAC转录因子,其中ERF转录因子和NAC转录因子均下调表达。可见,转录因子在EBR诱导黄瓜抗疫病中有着重要的调控作用。(4)植物激素信号转导可能参与了黄瓜植株响应疫霉菌的侵染。P处理和CK比较组中BRs信号转导相关的基因BAK1、BKI1、TCH4均表现为上调表达,EBR预处理下调了BKI1的表达。各比较组中都有较多基因显著富集到乙烯信号转导途径,P处理和CK比较组中的ET信号转导相关的基因ethylene receptor(ETR)、EIN3-binding F-box protein(EBF1/2)、ethylene-responsive transcription factor(ERF1/2)均表现为上调表达,EBR预处理不同程度下调了EBF1/2、ERF1/2的表达。表明EBR可能与乙烯拮抗调控黄瓜的抗病反应。(5)在所有差异表达基因中选取了18个ERFs基因进行qRT-PCR验证,结果表明这些基因的表达变化趋势与RNA-seq一致,表明RNA-seq测序结果可靠。综上所述,BRs会诱导出许多不同的抗病途径参与黄瓜对疫霉菌的抗病反应,形成复杂的调控网络,而其中转录因子与植物激素乙烯的信号转导起着主要的调控作用,BRs可能与乙烯拮抗调控植株的抗病性。