2016年12月23日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝青花菜研究团队在期刊Frontiers in Plant Science(2023IF=5.6,Q1)上发表了题为“Comparative Transcriptome Analysis between Broccoli (Brassica oleracea var. italica) and Wild Cabbage (Brassica macrocarpa Guss.) in Response to Plasmodiophora brassicae during Different Infection Stages”的研究论文。论文第一作者是张小丽博士,通讯作者是刘玉梅研究员。
根肿病是十字花科植物危害最大的病害之一,由Plasmodiophora brassicae引起。然而,关于抗病分子基础的研究仍然很少,尤其是在数量抗性方面。
本论文将已鉴定的两个基因类型,即抗根肿病基因型(野生甘蓝,B2013)和感根肿病基因型(西兰花,90196)接种根肿菌,接种后0天(T0天)、7天(T7天)和14天(T14天)后取样做了转录组分析。
基因表达谱分析表明,P. brassicae侵染后的响应主要活跃在初级阶段(T7)。根据两个侵染阶段的DEGs功能丰富的结果,与细胞壁生物合成、硫代葡萄糖苷生物合成和植物激素信号转导相关的基因在T14比T7下调,表明对根肿菌的防御反应在侵染早期被诱导,相关途径在T14受到抑制。此外,与90196相比,B2013中与NBS-LRR蛋白、SA信号转导、细胞壁和植物保卫素生物合成、几丁质酶、Ca~(2+)信号和RBOH蛋白相关的基因上调,表明抗病品种对根肿病的反应防御途径被激活。本文首次报道了青花菜及其野生近缘种在青花菜不同发育阶段的比较转录组分析。这一结果将有助于分子辅助筛选和育种抗根肿病基因。