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南方根结线虫(Meloidogyne incognita)是一类重要的植物寄生线虫。南方根结线虫在寄生过程中,将其食道腺分泌的大量效应蛋白注入植物细胞,其中类毒液过敏原蛋白(venom allergen-like proteins)在线虫侵染早期阶段起着重要的作用。本文通过转录组测序技术(RNAseq)对南方根结线虫无毒群体和毒性群体侵入Mi-l番茄后的转录组进行分析,选取在毒性群体中表达显著上调的类毒液过敏原Mi V901基因为研究对象,利用烟草瞬时表达以及拟南芥过表达等方法探索MiV901在根结线虫寄生过程中的生物学功能。主要结果如下:1.南方根结线虫无毒和毒性群体侵染Mi-1番茄的差异表达基因分析为了探究南方根结线虫与Mi-1番茄亲和与非亲和互作过程中导致的基因表达差异,本文对南方根结线虫无毒群体MIJS8-AV和毒性群体MIJS8-Ⅵ侵染Mi-1番茄’Tanaki,3 d后的转录组进行测序和生物信息学分析。结果表明,分别由MIJS8-AV和MIJS8-VI侵染的’Tanaki’根尖构建的AVTL文库和VITL文库之间,共存在93个根结线虫差异表达基因(DEGs);与AVTL文库相比,在VITL文库中有69个DEGs相对上调表达、24个DEGs相对下调表达。选取了 12个DEGs进行RT-qPCR验证,有9个DEGs的转录水平与转录组数据的变化规律一致,表明利用转录组测序获得的数据可以用于后续基因的分析。GO功能注释表明,根结线虫侵染Mi-1番茄的DEGs主要涉及5种不同生物功能,包括转录因子调节活性、结构分子活性、生长、繁殖和运动等。KEGG代谢通路注释表明,参与核糖体中遗传信息翻译的’Translation’通路和信号转导的’Signal transduction’通路明显富集。2.南方根结线虫MiV901抑制植物防卫反应分析为了探究差异表达基因Mi V901能否调控植物免疫,本文扩增了南方根结线虫含有信号肽和不含信号肽Mi V901基因片段,分别构建了植物表达载体PK7FWG2-901sp和PK7FWG2-901△sp,利用农杆菌介导法瞬时表达烟草叶片后,检测MiV901瞬时表达对B AX、INF 1、Avr4/C f4和Avr9/Cf9等四种HR诱导蛋白诱发细胞程序性死亡(P C D)的影响,并用RT-qPCR检测其对flg22处理后烟草叶片的PTI相关基因Acre31、Grans2和Pti5、水杨酸通路相关基因PAL和PR1以及茉莉酸通路相关基因LOX转录水平的影响。结果显示,在烟草中瞬时表达MiV901sp和MiV901△sp基因均不能抑制上述四种基因介导的PCD。RT-qPCR检测结果揭示,MiV901△sp瞬时表达后能降低flg22诱导的Grans2和Pti5的转录水平,而MiV901sp瞬时表达则对Acre31、Grans2和Pti5的转录水平没有影响;此外,瞬时表达MiV901△sp和MiV901sp均能显著降低PAL、PR1以及LOX的表达量。3.异源表达MiV901对拟南芥免疫的影响为了研究MiV901基因在南方根结线虫寄生过程中的生物学功能,本文构建了含有目的基因片段的植物表达载体,并利用农杆菌花序浸染法转化拟南芥,筛选阳性转化植株后,观察其生长发育以及对病原物侵染的敏感性变化等表型。经抗生素平板筛选获得了含信号肽MiV901sp的拟南芥阳性转化子,对T3代转基因阳性植株的观察显示,效应蛋白MiV901的表达能促进拟南芥根系的生长。接种实验结果表明,过表达MiV901拟南芥植株对南方根结线虫的侵染更加敏感,转基因株系901-12侵入的线虫数量与对照相比提高了 94.9%。灰葡萄孢接种过表达MiV901拟南芥株系901-8和901-12后,产生的病斑显著大于野生型的病斑。上述结果表明,异源表达Mi V901基因能够影响植物的生长发育,推测具有抑制植物免疫反应,从而促进南方根结线虫及灰葡萄孢侵染的作用。