林业科学

作者：李梓杨,陈晓琳,李丽丽,许诗萍,何苑皞*

单位：1. 南方人工林病虫害防治国家林业和草原局重点实验室 森林有害生物防控湖南省重点实验室 经济类培育与保护教育部重点实验室 中南林业科技大学 长沙 410004

关键词：油茶,内生细菌,枯草芽孢杆菌,转录组分析,互作早期

基金：国家自然科学基金项目(31600515);湖南省自然科学基金项目(2019JJ50999)

目的: 研究油茶-内生细菌互作早期的油茶根系转录组变化规律，为阐明油茶与内生细菌互作的分子机制提供依据。方法: 构建内生细菌枯草芽孢杆菌1-L-29gfpr与油茶根系互作体系，以不同时间(0、6、12、24 h)的互作体系为研究材料，利用RNA-Seq技术对油茶根部进行转录组测序及分析。结果: 1) 转录组测序共产生52 958 922条序列，约46.1 Gb，差异表达基因10 314条(FDR < 0.05且|log2FC|>1)。随着互作时间的延长差异表达基因数量呈高-低-高的趋势，接种6 h后差异表达基因数量为6 306个，其中显著上调3 434个，显著下调2 572个；接种12 h后显著上调903个，显著下调526个；接种24 h后显著上调1 195个，显著下调1 384个。2)GO富集分析表明：接种6 h油茶的生物学过程、分子功能方面变化最为明显，生物学过程中磷酸代谢、含磷化合物代谢、响应激素途径、茉莉酸代谢、响应细菌途径等；分子功能中萜烯合酶活性、双加氧酶活性等；细胞组分中膜固有成分等得到富集。3)KEGG通路分析中差异表达基因主要被富集到碳水化合物代谢、氨基酸代谢、信号转导、环境适应性等通路。接种6 h后富集的代谢通路与12、24 h差异较大，其中差异明显的主要有植物激素合成信号通路、植物病原互作通路、苯丙素生物合成通路。4)基因表达量变化较大的有生长素诱导蛋白编码基因(SAUR)、木葡聚糖内糖基转移酶/水解蛋白酶编码基因(XTH)、茉莉酮酸酯ZIM结构域蛋白编码基因(TIFY)、钙调蛋白编码基因(CAM2)、转录因子MYB编码基因、抗病蛋白编码基因(RPM、RPS)、呼吸爆发氧化酶编码基因(RBOHC)、过氧化物酶编码基因(POD)。结论: 利用活体互作体系对不同时间段内生细菌-油茶互作转录组进行分析表明，内生细菌可刺激植物根系生长，提高抗性，诱导免疫反应，但随后免疫反应逐渐减弱。

来源：2022年第3期

《林业科学》期刊编辑部

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