本文關(guān)鍵詞： 水稻(Oryza sativa L.) 轉(zhuǎn)錄組測序 近等基因系 基因差異表達　出處：《福建農(nóng)林大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：水稻(Oryza sativa L.)是最重要的糧食作物之一,也是世界1/2以上人口的主食。但由真菌Magnaporthe Oryzae侵染引起的稻瘟病可以造成水稻的大幅度減產(chǎn),嚴重時甚至顆粒無收。水稻稻瘟病廣泛的分布在溫帶和熱帶水稻種植區(qū)。雖然對抗性基因的遺傳研究已經(jīng)進行了數(shù)十年,但選育出具有廣譜抗性的水稻新品種的研究仍未見報道。其重要原因是人們尚未完全了解稻瘟病菌對水稻的侵染機制。本文以感病親本品種C039及其抗病近等基因系C101LAC、C101A51、C101PKT和C105TTP-4L23(簡稱CN-1、CN-2、CN-4a和CN-4b)為材料,以稻瘟病菌高毒力生理小種GUY11為脅迫因子,應(yīng)用RNA-seq技術(shù),分析稻瘟病菌GUY11侵染下各NILs品種中的基因差異表達,取得如下研究結(jié)果。1.基因差異表達分析表明在GUY11侵染24h,供試5個抗病NILs品種中的差異表達基因(DEGs)明顯多于感病親本C039,且相同DEG只有3個。而在侵染的48h下,供試6個品種相同差異表達基因的數(shù)量增多,說明不同水稻品種在GUY11侵染24h時分子應(yīng)激的表現(xiàn)不同,到侵染的48h相同趨多,進一步反映是稻瘟病菌侵染24h是水稻應(yīng)激防御的關(guān)鍵期。2.GO富集分析表明,在5個抗病NILs中的DEGs有16個共同的GO term富集,包括脅迫應(yīng)激、光合作用、次級代謝等。同時,在高抗品種CN-4b的DEGs有82isoforms,遠多于其他4個NILs品種.而且也在CN-4b中發(fā)現(xiàn)了若干個起重要作用的上調(diào)表達基因,如LOC_Os04g56910.3.對重要基因家族分析表明,GUY11侵染下感病親本C039中的WAK基因未見差異表達,但在5個NILs中均檢測到WAK基因的差異表達,這可能導(dǎo)致兩者間抗稻瘟病能力的差異。在C039和5個NILs中均檢測到WRKY基因的差異表達,這也說明WRKY基因家族功能的多樣性。在抗病的5個NILs中發(fā)現(xiàn)一些C039所沒有的差異表達WRKY。如在CN-4b中檢測到WRKY96的高表達,而且前人的研究也發(fā)現(xiàn)該基因的高表達與水稻抗病原菌侵染有關(guān)。同時差異表達基因的功能模塊分析表明,在5個NILs中WRKY基因的共表達。但C039品種的一個WRKY基因與CPN1基因共表達,而CPN1會抑制C039的防御能力。本文研究結(jié)果表明稻瘟病菌侵染下,感病親本C039及其5個抗病NILs中被誘導(dǎo)表達的基因數(shù)量、功能、共表達模塊等的不同,導(dǎo)致供試品種間具有不同的抗稻瘟病能力。
[Abstract]:Oryza sativa L.) is one of the most important food crops and a staple food for more than 1/2 people in the world. However, the blast caused by the fungus Magnaporthe Oryzae can greatly reduce the yield of rice. Rice blast is widespread in temperate and tropical rice growing areas, although genetic research on resistance genes has been under way for decades. However, studies on the selection of new rice varieties with broad spectrum resistance have not been reported. The important reason is that people have not fully understood the infection mechanism of rice blast fungus. In this paper, the susceptible parent C039 and its nearly resistant genes have not been fully understood. The materials were C101LACU C101A51PKT and C105TTP-4L23 (CN-1C2CN-2CN-4a and CN-4b). Using GUY11 as stress factor, RNA-seq technique was used to analyze the differential expression of genes in various NILs cultivars infected with GUY11. The results were as follows: 1. Gene differential expression analysis showed that the differentially expressed genes of 5 resistant NILs varieties were significantly higher than that of susceptible parent C039 in 24 h of GUY11 infection, and only 3 of the same DEG were found at 48 h after infection. The number of the same differentially expressed genes increased in 6 varieties, which indicated that the molecular stress of different rice varieties was different at 24 h after GUY11 infection, and the number of different rice varieties was the same at 48 h after GUY11 infection. The further response was that 24 h infection was the key period of rice stress defense. 2. Go enrichment analysis showed that there were 16 common go term enrichment in 5 resistant NILs, including stress, photosynthesis, secondary metabolism and so on. There were 82isoforms in DEGs with high resistance to CN-4b, much more than the other four NILs varieties. Several up-regulated expression genes were also found in CN-4b. For example, LOCOs04g56910.3.The analysis of important gene families showed that there was no differential expression of WAK gene in susceptible parent C039 infected with GUY11, but the differential expression of WAK gene was detected in 5 NILs. This may lead to the difference of resistance to rice blast. The differential expression of WRKY gene was detected in C039 and 5 NILs. This also indicates the diversity of the function of the WRKY gene family. Some differential expressions of WRKY. such as the high expression of WRKY96 in CN-4b were found in 5 resistant NILs, which were not found in C039. Moreover, previous studies have also found that the high expression of the gene is related to the resistance of rice to pathogen infection, and the functional module analysis of the differentially expressed gene shows that, The co-expression of WRKY gene in 5 NILs, but one WRKY gene co-expressed with CPN1 gene in C039 variety, and CPN1 could inhibit the defense ability of C039. The number, function and co-expression modules of the induced genes in susceptible parent C039 and its five disease-resistant NILs resulted in different resistance to rice blast among the tested varieties.
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S435.111.41

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本文編號：1502652