水稻幼苗响应褐飞虱和稻瘿蚊的转录组分析

摘要：

[目的]筛选出同时响应褐飞虱和稻瘿蚊取食的基因,揭示水稻幼苗应对2种害虫时基因表达层面的差异,为后续挖掘广谱抗虫基因和解析水稻抗虫机制打下理论基础.[方法]以水稻品种9311为供试植物,分别对15日龄的水稻幼苗进行褐飞虱和稻瘿蚊接虫处理,观测幼苗表型,并通过转录组测序技术分别对褐飞虱接入后24 h和稻瘿蚊接入后7 d的水稻幼苗进行转录组测序.以水稻日本晴基因组作为参考基因组进行对比,利用FPKM法计算基因表达量,设定参数(|log2 FC|>1且P<0.05)筛选差异表达基因.结合基因差异表达分析和功能富集分析,研究水稻响应2种害虫的机制异同点.[结果]鉴定出响应褐飞虱取食的差异表达基因3963个,响应稻瘿蚊取食的差异表达基因1206个,有251个差异表达基因同时响应2种害虫,其中108个具有相同表达模式,143个具有相反表达模式.GO功能注释分析表明,褐飞虱取食显著影响植物体内细胞壁合成和缺水响应,而稻瘿蚊取食则对植物光合作用的影响更显著,具有相同表达模式的差异表达基因主要富集在光合作用、水杨酸合成、茉莉酸信号转导和伤害响应等生物学功能,而具有相反表达模式的差异表达基因仅富集在乙醛酸循环.KEGG信号通路富集分析表明,褐飞虱和稻瘿蚊取食均显著影响植物体内次生代谢物的合成,相同表达模式的差异表达基因富集到MAPK信号通路、植物激素信号转导通路及光合作用等6个通路,而相反表达模式的差异表达基因没有富集的通路.[结论]水稻应对褐飞虱和稻瘿蚊的基因表达调控存在相同点和不同之处,共响应2种害虫的调控通路可能在水稻抗虫过程中发挥重要作用.

关键词：水稻、褐飞虱、稻瘿蚊、转录组

所属期刊栏目：53

分类号：S435.112(病虫害及其防治)

资助基金：广西自然科学基金项目2020GXNSFDA297008

在线出版日期：2022-06-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：628-640