油茶根系与内生细菌枯草芽孢杆菌互作早期的转录组分析

摘要

【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52958922条序列,约46.1 Gb,差异表达基因10314条(FDR1)。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6306个,其中显著上调3434个,显著下调2572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1195个,显著下调1384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。