转录组和代谢组联合解析灰霉病侵染紫斑牡丹的机制  

Combined transcriptome and metabolome analysis of mechanism of gray mold infestation on Paeonia rockii

作　　者：孙燕 冯筱涵 鲁仪增 宋福荣 程丹丹 吕娟 于春风 吴府胜 高德民[1] Sun Yan

机构地区：[1]山东中医药大学药学院,山东济南250355 [2]山东省林草种质资源中心,山东济南250102 [3]齐鲁工业大学(山东省科学院菏泽分院),山东菏泽274000 [4]济南市园林和林业科学研究院,山东济南250103 [5]甘肃济临牡丹科技产业有限公司,甘肃临夏731100

出　　处：《江苏农业科学》2024年第21期149-162,共14页Jiangsu Agricultural Sciences

基　　金：鲁甘科技协作项目(编号:YDZX2021103);山东省重点研发计划(农业良种工程)项目(编号:2020LZGC009);山东省重点研发计划(编号:2021SFGC1205)。

摘　　要：以紫斑牡丹受灰霉病胁迫后的第2和第3阶段叶片作为研究材料,利用转录组学和代谢组学联合分析的方法,研究紫斑牡丹受灰霉病胁迫后的基因表达调控与代谢特性。结果显示,在第2和第3阶段,转录组分别获得12 700、22 257个差异基因,上调差异基因明显多于下调差异基因。差异基因GO功能注释主要涉及在细胞、细胞部分和细胞进程。在KEGG代谢通路注释中,差异基因均主要富集在核糖体、碳代谢和氨基酸的生物合成等通路。此外,在第2和第3阶段代谢组分别获得67、136个差异代谢物,包括有机酸类、黄酮类、脂质类和萜类等物质。在KEGG代谢通路注释中,第2阶段差异代谢物主要富集在各种氨基酸的生物合成与代谢通路,第3阶段主要富集在各种次生代谢物的生物合成与代谢通路。此外,联合分析发现,第2、第3阶段的差异基因和差异代谢物都显著富集在丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路上。GLT1、GabD、puuE等基因的表达显著上调,促进了谷氨酸、琥珀酸及4-氨基丁酸等抗逆因子的代谢,从而抵抗病害胁迫。另外,AGXT、purA、argH、argG、GOT2、GDH2、GAD、puuE、SSADH、CS、ACO、IDH1、IDH2、OGDH、DLST、LSC1、SDHA、fumC、MDH2等基因的表达显著上调,直接或间接促进柠檬酸循环,提高了能量代谢效率。综上所述,本研究为理解灰霉病胁迫下紫斑牡丹代谢响应途径提供了新的理论依据。

关 键 词：紫斑牡丹 转录组 代谢组 灰霉病 差异基因 柠檬酸循环 

分 类 号：S436.81[农业科学—农业昆虫与害虫防治]