南方农业学报

作者：谭一罗, 张广旭, 王康君, 郭明明, 孙中伟, 李晓峰, 樊继伟,

关键词：小麦, 禾谷镰刀菌, 核心基因, 转录组, 赤霉病,

【目的】筛选鉴定小麦品种连麦12响应禾谷镰刀菌侵染过程中的核心基因，为小麦赤霉病防御分子网络提供理论参考。【方法】对成功感染禾谷镰刀菌的连麦12小穗进行转录组测序，通过DESeq筛选差异表达基因（DEGs），对DEGs进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析，构建DEGs的蛋白质互作网络，通过MCODE和cytoHubba筛选核心基因。【结果】对小麦品种连麦12接种禾谷镰刀菌（处理组）和接种无菌去离子水（对照，CK） 72 h后的DEGs进行筛选，结果共筛选出14180个DEGs，其中有10966个DEGs上调表达，有3214个DEGs下调表达。经GO功能注释分成三大类，共51个条目，其中，细胞组分包含14个条目，主要富集在细胞、细胞部件和膜3个条目；分子功能包含11个条目，主要富集在催化活性和结合2个条目；生物学过程包含26个条目，主要富集在细胞过程、代谢过程和刺激反应3个条目。KEGG信号通路富集分析结果显示，富集到代谢、次级代谢物生物合成、苯丙烷类生物合成、植物信号激素转导、植物MAPK信号通路的DEGs数量最多；富集到光合作用—天线蛋白通路，苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成，谷胱甘肽代谢，黄酮和黄酮醇的生物合成，亚油酸代谢等通路的程度最高。以combined score＞0.7构建蛋白质互作网络，共筛选出258个上调表达的DEGs。MCODE聚类构建筛选重要基因互作功能模块，获得2个重要基因功能模块分别包含13个（Score=7.67）和6个（Score=5.60）重要的DEGs。利用cytoHubba筛选蛋白质相互作用最紧密的10个核心基因，其结果与MCODE筛选结果重合。利用实时荧光定量PCR （qRT-PCR）对筛选的10个核心基因验证结果，与转录组测序结果基本一致。【结论】筛选的10个核心基因在禾谷镰刀菌侵染后均上调表达，说明这10个核心基因在连麦12对禾谷镰刀菌侵染的响应中发挥重要调控作用。

来源：2023年第4期

《南方农业学报》期刊编辑部

查看南方农业学报杂志2023年第4期