Успешна одбрана од антракнозе код Лупин антхрациса укључује брзо и координисано репрограмирање гена укључених у редокс, фотосинтезу и патогенезу.

Хвала вам што сте посетили Натуре.цом.Верзија претраживача коју користите има ограничену подршку за ЦСС.За најбоље искуство препоручујемо да користите ажурирани прегледач (или онемогућите режим компатибилности у Интернет Екплорер-у).У међувремену, да бисмо обезбедили сталну подршку, приказаћемо сајт без стилова и ЈаваСцрипт-а.
Ангустифолиус лупина (НЛЛ, Лупинус ангустифолиус Л.) је махунарка која се користи за производњу хране и побољшање земљишта.Глобална експанзија НЛЛ као усева привукла је многе патогене гљиве, укључујући антракнозу лупине, која изазива разорну болест антракнозе.Два алела, Ланр1 и АнМан, који дају повећану отпорност, коришћена су у узгоју НЛЛ, али основни молекуларни механизми остају непознати.У овој студији, Ланр1 и АнМан маркери су коришћени за скрининг европских НЛЛ узорака.Тестирање вакцине у контролисаном окружењу потврдило је ефикасност оба резистентна донора.Профилисање диференцијалне експресије гена је изведено на репрезентативним резистентним и осетљивим линијама.Отпорност на антракнозу била је повезана са прекомерном експресијом појмова онтологије гена „ГО: 0006952 одбрамбени одговор“, „ГО: 0055114 редокс процес“ и „ГО: 0015979 фотосинтеза“.Поред тога, Ланр1(83А:476) линија је показала значајно репрограмирање транскриптома брзо након инокулације, док су друге линије показале кашњење у овом одговору за око 42 сата.Одбрамбени одговори су повезани са генима ТИР-НБС, ЦЦ-НБС-ЛРР и НБС-ЛРР, 10 протеина укључених у патогенезу, протеинима за пренос липида, ендоглукан-1,3-β-глукозидазом, протеинима ћелијског зида богатим глицином и генима реактивног пута кисеоника.Рани одговори на 83А:476, укључујући пажљиву супресију гена повезаних са фотосинтезом, поклопили су се са успешном заштитом током вегетативне фазе раста биологије гљива, што сугерише да ефектор покреће имунитет.Манделупова реакција је успорена, као и укупни хоризонтални отпор.
Усколисна лупина (НЛЛ, Лупинус ангустифолиус Л.) је житарица са високим садржајем протеина која потиче из региона западног Медитерана1,2.Тренутно се узгаја као храна за животиње и људе.Такође се сматра зеленим ђубривом у системима плодореда због фиксације азота симбиотским бактеријама које фиксирају азот и општег побољшања структуре земљишта.НЛЛ је прошао брзи процес припитомљавања у прошлом веку и још увек је под високим притиском оплемењивања3,4,5,6,7,8,9,10,11,12.Са широко распрострањеним узгојем НЛЛ, сукцесија патогених гљива развила је нове пољопривредне нише и изазвала нове болести које уништавају усеве. За узгајиваче и одгајиваче вучије најистакнутије је била појава антракнозе, узроковане патогеном гљивом Цоллетотрицхум лупини (Бондар) Ниренберг, Феилер & Хагедорн13. За узгајиваче и одгајиваче вучије најистакнутије је била појава антракнозе, узроковане патогеном гљивом Цоллетотрицхум лупини (Бондар) Ниренберг, Феилер & Хагедорн13. Наиболее примечательним дла фермеров и селекционеров лупина било поавление антракнозе, визванного патогеном грибком Цоллетотрицхум лупини (Бондар) Ниренберг, Феилер & Хагедорн13. Узгајивачима и узгајивачима лупине најзначајнија је била појава антракнозе узроковане патогеном гљивом Цоллетотрицхум лупини (Бондар) Ниренберг, Феилер & Хагедорн13.对于羽扇豆农民和饲养者来说,最引人注目的是炭疽病的出现,它是由眏者来说,最引人注目的是炭疽病的出现, 它是由眏菺现, 它是由眏者匎由眅, Феилер & Хагедорн13 引起的。对于羽扇豆农民和饲养者来说,最引人注目的是炭疽病的出现, 它是由絜者是由絗Хаиред。1 Наиболее поразительним дла фермеров и селекционеров лупина авлаетса поавление антракнозе, визиваемого патогеном грибком Цоллетотрицхум лупини (Бондар) Ниренберг, Феилер & Хагедорн13. Узгајиваче и узгајиваче лупине највише упада у очи појава антракнозе узроковане патогеном гљивом Цоллетотрицхум лупини (Бондар) Ниренберг, Феилер & Хагедорн13.Најранији извештаји о болести дошли су из Бразила и Сједињених Држава, са типичним симптомима који су се појавили 1912. и 1929. године.Међутим, после око 30 година, патоген је означен као Цоллетотрицхум глоеоспориоидес (Пенз.) Пенз. & Сацц., телеоморф Гломерелла цингулата (Стонеман) Спаулд. & Сацц., телеоморф Гломерелла цингулата (Стонеман) Спаулд. & САЦЦ., Гломерелла Цингулата (Стонеман) Спаулд у циљаној морфологији. & Х. Сцхренк,. & Х. Сцхренк,.и Х. Сцхренк. & Х.施伦克,。 & Х.施伦克,。и Х. Сцхленк, .Прелиминарна фенотипизација болести урађена средином 20. века показала је извесну резистенцију код НЛЛ и жуте лупине (Л. лутеус Л.), али су сви тестирани екцеси беле лупине (Л. албус Л.) били веома осетљиви15,16.Истраживања су показала да је развој антракнозе повезан са повећаним падавинама (влажношћу ваздуха) и температуром (у распону од 12-28°Ц), што доводи до нарушавања резистенције на вишим температурама17, 18. У ствари, време потребно да конидије клијају и да се болест започне, било је четири пута краће на 24°Ц (12 сати)1°Ц у условима високе влажности (12 сати)1°Ц.Стога је глобално загревање које је у току довело до ширења антракнозе.Међутим, болест је примећена у Француској (1982) и Украјини (1983) као претеча предстојеће претње, али је очигледно игнорисана од стране индустрије лупине у то време20,21.Неколико година касније, ова разорна болест се проширила по целом свету и такође је захватила велике земље које производе вучицу као што су Аустралија, Пољска и Немачка22,23,24.Након избијања антракнозе средином 1990-их, опсежни скрининг је резултирао идентификацијом неколико резистентних донора у узорцима НЛЛ19.Отпорност НЛЛ на антракнозу контролишу два одвојена доминантна алела пронађена у различитим изворима гермплазме: Ланр1 у сорти Тањил и Вонга и АнМан у сорти.Мандалаи 25, 26. Ови алели допуњују молекуларне маркере који подржавају селекцију резистентне гермплазме у програмима оплемењивања25,26,27,28,29,30.Резистентна линија размножавања 83А:476 која носи алел гена је укрштена са осетљивом дивљом линијом П27255 да би се добила РИЛ популација која се сегрегује за отпорност на антракнозу, што је омогућило да се Ланр1 локус додели хромозому НЛЛ-1131, 32, 33 са хромозомом НЛЛ-1131, 32, 33 са поређањем оквира резистенције на ланцу рачке везе са оквиром резистенције на раку. , НЛЛ је открио локацију сва три алела на истом хромозому (НЛЛ-11), али на различитим позицијама29,34,35.Међутим, због малог броја РИЛ-а и велике генетске удаљености између маркера и одговарајућих алела, не могу се извући поуздани закључци о њиховим генима у основи.С друге стране, употреба реверзне генетике код лупина је тешка због њиховог веома ниског потенцијала регенерације, што генетску манипулацију чини гломазном37.
Развој припитомљене гермплазме која носи жељени алел у хомозиготном стању, као што су 83А:476 (Ланр1) и Манделуп (АнМан), отворио је врата проучавању отпорности на антракнозу у односу на присуство супротстављених комбинација алела у дивљим популацијама.Могућности молекуларних механизама.Ова студија је оценила рани транскрипт од НЛЛ на Ц. Лупини вакцинацију.Прво, европски панел НЛЛ Гермплазм који садржи 215 линија је приказан коришћењем молекуларних маркера који означавају ЛАНР1 и Ан Алеле Ан'ман.Фенотипизација антракнозе је затим изведена на 50 НЛЛ линија, претходно одабраних за молекуларне маркере, у контролисаним условима.На основу ових експеримената, четири линије које се разликују у отпорности на антракнозу и Ланр1/АнМан алелном саставу су одабране за диференцијално профилисање експресије одбрамбених гена коришћењем два комплементарна приступа: секвенционирање РНК високе пропусности и квантификацију ПЦР-а у реалном времену.
Скрининг сета НЛЛ гермплазме (Н = 215) са маркерима Ланр1 (Ансек3 и Ансек4) и АнМан (Ансек4) и АнМан (АнМанМ1) је показао да само једна линија (95726, у близини Саламанке-б) појачава „резистентни маркери“ пронађени алел „производљивости“, док је за све „пресептеме“ пронађен процепт свих маркера у 158 (~73,5%) линија.Тринаест линија произвело је два "отпорна" алела маркера ЛАНР1 и 8 линија произведено "отпорне" алела ЛАНР1.маркер.Алел "Отпора" АНМАН маркера (додатна табела С1).Две линије су биле хетерозиготне за маркер АНСОК3 и један хетерозиготан за маркер АНМММ1.Фенотипови антракнозе у контролисаним условима (додатна табела С2) открили су варијабилност у отпорности тестираних генотипова, што се одразило на тежину антракнозе.Разлике у средњим оценама кретале су се од 1,8 (умерено отпорне) до 6,9 (осетљиве), а разлике у тежини биљака биле су од 0,62 (осетљиве) до 4,45 г (отпорне). Постојала је значајна корелација између вредности уочених у две репликације експеримента (0,51 за оцене тежине болести, П = 0,00017 и 0,61 за тежину биљке, П < 0,0001) као и између ова два параметра (− 0,59 и − 0,77, П < 0,0001). Утврђена је значајна корелација између вредности уочених у два понављања експеримента (0,51 за оцене тежине болести, П = 0,00017 и 0,61 за масу биљке, П < 0,0001), као и између ова два параметра (- 0,59 и -0,77, П < 0,0001)).在 两 重复 实验 中 观察 的 值 值 值 值 相关性 (疾病 严重 程度 分为 分为 0,51, п = 0.00017, 植物 重量 为 0,61, п <0,0001) 以及 这 这 两 参数 之间 (- 0,59 和 - 0,77, п <0.0001). Наблудалась значительнаа коррелациа между значениами, наблудаемими в двух ревностах (оценка тажести оболевања 0,51, П = 0,00017 и масса растениа 0,61, П <0,0001), и между етим двема параметрима (-0,59 и -0,0001) 0,77, П <0,000. Постојала је значајна корелација између вредности уочених у дупликату (оцена тежине болести 0,51, П = 0,00017 и тежина биљке 0,61, П < 0,0001) и између ова два параметра (-0,59 и -0,0001) 0,77, П<0,0001. ).Типични симптоми који се примећују код осетљивих биљака укључују савијање и увијање стабљике која подсећа на структуру „пастирског лука“, праћено овалним лезијама са наранџастим/ружичастим спорозоитима (додатна слика 1).Аустралијски прикључци који носе ЛАНР1 (83А: 476 и Тањил) и Анман (Манделуп) гени су умерено отпорни на 0.0331 и 0,0036).Неке линије које такође носе "отпорне" ЛАНР1 и / или Алеле Алела показују симптоме болести.
Занимљиво је да је неколико НЛЛ линија којима недостаје било какав „отпорни“ маркерски алел открило висок ниво отпорности на антракнозу (упоредив или већи него за генотипове Ланр1 или АнМан), као што су Борегине (П вредност < 0,0001 за оба параметра), Бојар (П вредност < 0,0001 за резултат и вредност Б-0,009) и Попул вредност < 0,009 01 за резултат и безначајан за тежину). Занимљиво је да је неколико НЛЛ линија којима недостаје било какав „отпорни“ маркерски алел открило висок ниво отпорности на антракнозу (упоредив или већи него за генотипове Ланр1 или АнМан), као што су Борегине (П вредност < 0,0001 за оба параметра), Бојар (П вредност < 0,0001 за резултат и вредност Б-0,009) и Попул вредност < 0,009 01 за резултат и безначајан за тежину). Интересно, что неколько линиј Нлл, лишенних какова-либо «Резистентного» Маркерного аллела, показали високиј уровеньстим устојчивости к антракнозу (сопоставими или более високиј, чем дла геноти Ов ЛАНР1 или анман), так как борегине (значение п <0,0001 дла обоих параметров), бојар (значение п <0,0001 дла оцени и 0,001 дла массии б-549 / 79б (значение п <0,0001 дла оценки и незначимо дла ма ... ССИ). Занимљиво је да је неколико НЛЛ линија којима недостаје аллеле "отпорно" на алелу показало висок ниво отпорности на антрацносе (упоредиво са или вишим него за ЛАНР1 или Аннотипове), као што је борегин (п вредност <0,0001 за и параметре), бојар (п вредност <0,0001 за процену и 0,001 за тежину биљке) и незнанта за процену и не значајну за процену и не значајно за процену и не значајно за процену и не значајно за процену и не значајно за процену и не значајно за процену и не значајан за тежину и не значајан за тежину и не значајан за тежину. Занимљиво је да неки НЛЛ системи који немају никакве „антигене“ маркере показују високу хоризонталну резистенцију (еквивалент Ланр1 или АнМан генима или више), као што су Борегине (оба параметра П < 0,0001), Бојар (П вредност < 0,0001, тежина биљке 0,001) и сој Б-549/010б (незначајна тежина). Интересно, что некорие линии Нлл, лишенние каких-либо маркерних алелеј «Резистентности», показали високие уровни устојчивости к антракнозу (сравними или више, чем у генотипов ЛАНР1 или ан МАН), такие как борегине (значение п дла обоих параметров <0,0001), бојар (значение п <0,0001, масса растаниа 0,001) и популациа Б-549 / 79б (оцена п-значение <0,0001, масса незначительна). Занимљиво је да су неке НЛЛ линије без алела маркера „отпорности“ показале високе нивое отпорности на антракнозу (упоредиво или веће од генотипова Ланр1 или АнМан), као што су Борегине (П вредност за оба параметра <0,0001) , Бојар (П-вредност < 0,0001,001,0001, тежина биљке) 0,0001, тежина није значајна).Овај феномен сугерише могућност новог генетског извора резистенције, објашњавајући уочени недостатак корелације између генотипова маркера и фенотипова болести (П вредности од ~0,42 до ~0,98).Дакле, Колмогоров-Смирнов тест је показао да су подаци о отпорности на антракнозу приближно нормално распоређени за резултате (П-вредности 0,25 и 0,11) и биљну масу (П-вредности 0,47 и 0,55), што сугерише да претпостављам да је укључено више алела од Ланр1 и АнМан.
На основу резултата скрининга отпорности на антракнозу, за анализу транскриптома су одабране 4 линије: 83А:476, Борегине, Манделуп и Популација 22660. Ове линије су поново тестиране на отпорност на антракс у експериментима инокулације секвенцирањем РНК, под условом да су исте као у претходном тесту.Вредности скора су биле следеће: Борегин (1,71 ± 1,39), 83А: 476 (2,09 ± 1,38), Манделуп (3,82 ± 1,42) и популација 22660 (6,11 ± 1,29).
Протокол Иллумина НоваСек 6000 постигао је просечно 40,5 парова мРеад по узорку (29.7 до 54.4 мРеад) (додатна табела С3).Резултати поравнања у референтној секвенци кретали су се од 75,5% до 88,6%.Просечна корелација података о броју читања између експерименталних варијанти између биолошких реплика кретала се од 0,812 до 0,997 (средња вредност 0,959). Од 35.170 анализираних гена, 2917 није открио експресију, а осталих 4785 гена изражено је на занемарљивом нивоу (основна средња вредност <5). Од 35.170 анализираних гена, 2917 није открио експресију, а осталих 4785 гена изражено је на занемарљивом нивоу (основна средња вредност <5). Из 35 170 проанализованих генов 2917 не исказали експрессии, а остальние 4785 генов експрессировались на незначителном уровну (базовое средње <5). 在分析的35,170 个基因中, 2917 个没有表达,其他4785 个基因的表达可以帿值< 5).35,170 Из 35 170 проанализированих генов 2917 не експрессировались, а остальние 4785 генов имели незначительнуу експресиу (базовое средное значение <5). Од 35.170 анализираних гена, 2917 није било експримирано, а преосталих 4785 гена је имало занемарљиву експресију (основна средња вредност <5).Дакле, број гена који се сматра експримираним (основна средња вредност ≥ 5) током експеримента био је 27.468 (78,1%) (додатна табела С4).
Од прве тачке, све НЛЛ линије реаговале су на инокулацију Ц. Лупинија (напрезање Цол-08) репрограмирањем транскрипта (Табела 1), међутим, примећене су значајне разлике између линија.Тако је линија резистенције 83А:476 (која носи ген Ланр1) показала значајно репрограмирање транскриптома у првој временској тачки (6 хпи) са 31-69 пута повећањем броја изолованих уп- и довн-гена у поређењу са другим временским тачкама у овој временској тачки.Поред тога, овај врхунац је био краткотрајан, јер је израз само неколико гена остало значајно измењено у другој временској тачки (12 ХПИ).Занимљиво је да је борегин, који је такође показао висок ниво отпора у тесту пресавета, није прошао тако масовно преношење транскрипције током експеримента.Међутим, број различитих изражених гена (ДЕГ) је био исти за борегине и 83а: 476 у 12 ХПИ.И Манделуп и становништво 22660 показали су дег врхове у последњем тренутку (48 л / с), што указује на релативно кашњење у одговорима одбране.
Пошто је 83А:476 прошао масивно репрограмирање транскриптома као одговор на Ц. лупини на 6 ХПИ у поређењу са свим другим линијама, ~91% ДЕГ-ова уочених у овој временској тачки било је специфично за лозу (Слика 1).Међутим, дошло је до извесног преклапања у раним одговорима између линија истраживања, пошто се 68,5%, 50,9% и 52,6% ДЕГ у Борегинеу, Манделупу и популацији 22660, респективно, преклапало са онима пронађеним у 83А:476 у одређеним временским периодима.Међутим, ови ДЕГ су чинили само мали део (0,97–1,70%) свих ДЕГ који су тренутно откривени коришћењем 83А:476.Поред тога, 11 степени из свих линија је у то време било кохерентно (допунске табеле С4-С6), укључујући уобичајене компоненте одговора одбране биљака: протеин трансфера липида (ТањилГ_32225), ензим ендоглукан-1,3-β-глукозид (ТањилГ_23384), два протеина стресс1Г_23384 (ТањилГ_23384), два протеина стресс1Г_5282 (Тањил_Слике-ин). _31531), основни протеин латекса (ТањилГ_32352) и два протеина структурних ћелијских зидова богата глицином (ТањилГ_19701 и ТањилГ_19702).Такође је постојало релативно велико преклапање у одговорима транскриптома између 83А:476 и Борегине на 24 ХПИ (укупно 16-38% ДЕГ) и између Манделупа и Популације 22660 на 48 ХПИ (укупно 14-20% ДЕГ).
Венов дијаграм који приказује број диференцијално експримираних гена (ДЕГ) у линијама усколисне лупине (НЛЛ) инокулисане са Цоллетотрицхум лупини (сој Цол-08 добијен са поља лупине у Виерзхенице, Пољска, 1999).Нулте вредности су уклоњене да би се графикон поједноставио.
Скуп прекомерно експримираних гена на 6 хпи анализиран је на присуство канонских домена Р гена (додатна табела С7).Овај скуп се састојао од једног ТИР-НБС-ЛРР гена (тањилг_05042), пет ЦЦ-НБС-ЛРР гена (тањилг_06165, тањилг_06162, тањилг_22773, тањилг_22640 и тањилг_16162), и Ф6 ФоурБС-1ЛР, и (тањилг_16162) као и Четири НБС-Лрр (тањилг_16162) и Четири НБС-ЛРР (ТАЊИЛГ_16162).Сви ови гени имају канонске домене распоређене у очуваним секвенцама.Поред гена НБС-ЛРР домена, неколико РЛЛ киназа је активирано на 6 хпи, и то једна у Борегине (ТањилГ_19877), две у Манделуп (ТањилГ_07141 и ТањилГ_19877) и у популацији 22660 (ТањилГ_093_А1 и ТањилГ_0941) 76.
Гени са значајно измењеном експресијом као одговор на инокулацију са Ц. лупини (сој Цол-08) подвргнути су анализи обогаћивања генске онтологије (ГО) (додатна табела С8). Најчешће презаступљени термин биолошког процеса био је „ГО:0006952 одбрамбени одговор“ који се појавио у 6 од 16 (време × линија) комбинација са високим значајем (П вредност < 0,001) (слика 2). Најчешће презаступљени термин биолошког процеса био је „ГО:0006952 одбрамбени одговор“ који се појавио у 6 од 16 (време × линија) комбинација са високим значајем (П вредност < 0,001) (слика 2). Наиболее често прекомерно представљеним термином биолошког процеса био је «ГО: 0006952 заситниј ответ», коториј поавлалса в 6 из 16 (време × високој линии) комбинацијом са значајем (значење П <0,001) (рис. 2). Најчешће презаступљени термин биолошког процеса био је 'ГО:0006952 одбрамбени одговор', који се појавио у 6 од 16 (време × линија) комбинација са високим значајем (П вредност < 0,001) (слика 2). Најрепрезентативнији термин биолошког процеса је „ГО:0006952 одбрамбени одговор“, који се појављује у 6 од 16 (时间×线) комбинација, са високим значајем (П вредност < 0,001) (图2). Наиболее часто прекомерно представљеним термином биолошког процеса био је «ГО: 0006952 Дефенсе Респонсе», коториј поавилса в 6 из 16 комбинација (време × линиа) с високом значајем (значење П <0,001) (рис. 2). Најчешће презаступљени термин биолошког процеса био је 'ГО:0006952 Одбрамбени одговор', који се појавио у 6 од 16 комбинација (време × линија) са високим значајем (П вредност < 0,001) (Слика 2).Овај термин је био превише заступљен у две временске тачке у 83А: 476 и Борегине (6 и 24 хпи) и у једном временском тренутку у Манделупу и Популацији 22660 (12 и 6 хпи, респективно).Ово је очекивани резултат, који наглашава антифунгални одговор отпорних линија.Поред тога, 83А:476 је реаговао на Ц. лупини тако што је брзо индуковао гене повезане са оксидативним пуцањем представљеним термином „ГО:0055114 редокс процес“, што указује на специфичан одбрамбени одговор, док је Борегине открио специфичне одбрамбене одговоре, повезане са термином 'ГО'.:0006950 Одговор на стрес”.Популација 22660 је активирала одговор хоризонталне резистенције који укључује секундарне метаболите, истичући превелики број термина „ГО:0016104 Процес биосинтезе тритерпена“ и „ГО:0006722 Процес метаболизма тритерпена“ (оба термина припадају истом скупу гена између резултата Ен-уп-ове реакције и стабилности Борига), узимајући у обзир резултате анализе Ен-Рихове стабилности. популација 22660. Поред тога, рана реакција 83А:476 (6 хпи) и одложена реакција Манделуп и Популација 22660 укључују термин ГО:0015979 'фотосинтеза' и друге повезане биолошке процесе.
Термини онтологије гена биопроцеса одабрани у анотацији различито експримираних гена током транскриптомских одговора усколисне вучије (НЛЛ) инокулиране антраксом вучје (Цол-08 сој добијен са поља лупине у Виерзхенице, Пољска, 1999.) су у великој мери преувеличани.Анализиране НЛЛ линије су: 83А:476 (отпорне, носе хомозиготни алел Ланр1), Борегине (отпорне, непознате генетске позадине), Манделуп (умерено отпорне, носе хомозиготни АнМан алел) и популација 22660 (осетљива).
Пошто је ова студија имала за циљ да идентификује гене који доприносе отпорности на антракнозу, гени додељени терминима ГО „ГО: 0006952 Одбрамбени одговори“ и „ГО: 0055114 Редокс процеси“ анализирани су са граничним вредностима јер основна линија значи ≥ 30 са најмање једном линијом.Број гена који испуњавају ове критеријуме био је 65 за ГО:0006952 и 524 за ГО:0055114.
83А:476 је открио два ДЕГ врха означена термином ГО:0006952, први са 6 гена по инчу (64 гена, регулација горе-доле) и други са 24 гена по инчу (15 гена, само регулација навише).Борегине је такође показао да је ГО:0006952 достигао врхунац у исто време, али са мање ДЕГ (11 и 8) и преференцијалном активацијом.Манделооп је показао два врха ГО:0006952 на 12 и 48 ХПИ, оба носе 12 гена (први са активирајућим генима, а други са само супресивним генима), док је популација од 22660 са 6 ХПИ (13 гена) имала већу доминацију пика повећања.регулација.Треба напоменути да је 96,4% ГО:0006952 ДЕГ у овим пиковима имало исти тип одговора (горе или доле), што указује на значајно преклапање у одговорима одбране упркос разликама у броју укључених гена.Највећа група секвенци која се односи на термин ГО:0006952 кодира протеин поруке 22 повезан са стресом гладовања (сличан САМ22), који припада протеинској клади протеина (ПР-10) класе 10 и латексу језгра протеина.сличан (МЛП-лике) протеин) протеин (слика 3).Две групе су се разликовале по природи изражавања и смеру одговора.хпи.83А:476 и Манделуп при 48 КС/ин, скоро све друге тачке података нису реаговале.Поред тога, разлике у профилима експресије протеинских гена сличних САМ22 пратиле су уочену варијабилност у отпорности на антракнозу, пошто су резистентније линије имале више временских тачака које су значајно индуковале ове гене од гена који су осетљивији.Још један ПР-10 ген сличан ЛлР18А/Б показао је веома сличан образац експресије са геном за протеин сличан САМ22.
Идентификоване су главне компоненте термина биолошког процеса „ГО:0006952 Дефенсе Респонсе” и обрасци експресије гена кандидата за Ланр1 и АнМан алеле.Лог2 скала представља лог2 вредности (промена пута) између инокулисаних (Цоллетотрицхум лупини, сој Цол-08, добијен са поља лупине, Визхеница, Пољска, 1999) и контролних (лажно инокулисаних) биљака у исто време.Анализиране су следеће линије усколисне лупине: 83А:476 (отпорне, носе хомозиготни алел Ланр1), Борегине (отпорне, генетска позадина непозната), Манделуп (умерено отпорне, носе хомозиготни АнМан алел) и Популација 22660 (осетљива).
Поред тога, процењени су профили експресије РНА-сек кандидата гена Ланр1 (ТањилГ_05042) и АнМан (ТањилГ_12861) (слика 3).Ген ТањилГ_05042 показао је значајан одговор (активацију) на 83А:476 само у првој временској тачки (6 хпи), док је ТањилГ_12861 био значајан у Манделооп-у само у две временске тачке: 6 хпи (регулација наниже) и 24 хпи (6 хпи).Са.).подесиво)).
Највише експримирани гени у термину ГО:0055114 „редок процес” били су гени који кодирају протеине цитокрома П450 и пероксидазу (слика 4).За узорке изоловане из 83А:476 на 6 ХПИ, максималне или минималне вредности лог2 (промена пута) (за 86,6% гена) су генерално примећене између инокулисаних и контролних биљака, наглашавајући висок одговор овог генотипа на инокулациони пол.83А:476 је показао најзначајнији ГО: 0055114 ДЕГ на 6 хпи (503 гена), док су остале линије на 48 хпи (Борегине, 31 ген; Манделуп, 85 гена; и Популација 22660, 78 гена)).У већини гена из породице ГО:0055114 примећена су два типа одговора на вакцинацију (активација и инхибиција).Занимљиво је да до 97,6% ДЕГ-ова идентификованих за термин ГО: 0055114 у Манделупеу при 48 хп. Ова запажања сугеришу да је, упркос значајно мањој скали (тј., броју мутираних редокс гена, 85 наспрам 503), образац одложеног одговора на транскриптоме:7 раног одговора мандерацнозе:7 на 8 рани одговор на 8 .У Борегине и Популацији 22660, ова конвергенција је нижа на 51,6% и 75,6%, респективно.
Откривени су обрасци изражавања главних компоненти појма биолошког процеса „ГО:0055114 Редокс процес“.Анализиране су следеће линије усколисне лупине: 83А:476 (отпорне, носе хомозиготни алел Ланр1), Борегине (отпорне, генетска позадина непозната), Манделуп (умерено отпорне, носе хомозиготни АнМан алел) и Популација 22660 (осетљива).
83А:476 Транскриптомски одговори на инокулацију са Ц. лупини (сој Цол-08) су такође укључивали координирано утишавање гена који се приписују термину ГО:0015979 „фотосинтеза” и другим сродним биолошким процесима (слика 5).Овај ГО:0015979 ДЕГ сет је садржао 105 гена који су били значајно потиснути при 6 хпи на 83А:476.У овој подскупини, 37 гена је такође смањено у Манделуп-у на 48 ХПИ и 35 у исто време у популацији од 22660, укључујући 19 ДЕГ заједничких за оба генотипа.Ниједан ДЕГ који се односи на термин ГО: 0015979 није значајно активиран у било којој комбинацији (ред к време).
Откривени су обрасци изражавања главних компоненти појма биолошког процеса „ГО:0015979 Фотосинтеза”.Лог2 скала представља лог2 вредности (промена пута) између инокулисаних (Цоллетотрицхум лупини, сој Цол-08, добијен са поља лупине, Визхеница, Пољска, 1999) и контролних (лажно инокулисаних) биљака у исто време.Анализиране су следеће линије усколисне лупине: 83А:476 (отпорне, носе хомозиготни алел Ланр1), Борегине (отпорне, генетска позадина непозната), Манделуп (умерено отпорне, носе хомозиготни АнМан алел) и Популација 22660 (осетљива).
На основу резултата анализе диференцијалне експресије и вероватно укључених у одбрамбене одговоре против патогених гљива, овај сет од седам гена је одабран за квантификацију профила експресије помоћу ПЦР-а у реалном времену (додатна табела С9).
Претпостављени ген за протеин ТањилГ_10657 је значајно индукован у свим проучаваним линијама и временским тачкама у поређењу са контролним (мимичним) биљкама (допунске табеле С10, С11).Поред тога, профил експресије ТањилГ_10657 показао је растући тренд током експеримента за све линије.Популација 22660 показала је највећу осетљивост ТањилГ_10657 на инокулацију са 114-струком активацијом и највишим релативним нивоом експресије (4,4 ± 0,4) на 24 ХПИ (слика 6а).Ген протеина ПР10 ЛлР18А ТањилГ_27015 такође је показао активацију у свим линијама и временским тачкама, са статистичком значајношћу у већини тачака података (слика 6б).Слично ТањилГ_10657, највиши релативни ниво експресије ТањилГ_27015 примећен је у 22660 инокулисаној популацији при 24 ХПИ (19,5 ± 2,4).Ген киселинске ендохитиназе ТањилГ_04706 је значајно повећан у свим линијама иу свим временским тачкама осим за Борегине 6 хпи (слика 6ц).Био је снажно индукован у првој временској тачки (6 ХПИ) на 83А:476 (за 10,5 пута) и умерено повећан у другим линијама (за 6,6-7,5 пута).Током експеримента, експресија ТањилГ_04706 је остала на сличним нивоима у 83А:476 и Борегине, док је у Манделупу и Популацији 22660 значајно порасла, достижући релативно високе вредности (5,9 ± 1,5 и 6,2 ± 1,5, респективно).Ген налик ендоглукан-1,3-β-глукозидази ТањилГ_23384 показао је високу активацију у прве две временске тачке (6 и 12 хпи) у свим линијама осим популације 22660 (слика 6д).Највиши нивои релативне експресије ТањилГ_23384 примећени су у другој временској тачки (12 хпи) у Манделупу (2,7 ± 0,3) и 83А:476 (1,5 ± 0,1).На 24 ХПИ, експресија ТањилГ_23384 је била релативно ниска у свим испитиваним линијама (од 0,04 ± 0,009 до 0,44 ± 0,12).
Профили експресије одабраних гена (аг) откривени квантитативним ПЦР-ом.Бројеви 6, 12 и 24 представљају сате након вакцинације.Гени ЛанДЕкХ7 и ЛанТУБ6 су коришћени за нормализацију, а ЛанТУБ6 је коришћен за међусеријску калибрацију.Траке грешака представљају стандардну девијацију засновану на три биолошке реплике, од којих је свака просек три техничке реплике. Статистичка значајност разлика у нивоима експресије између инокулисаних (Цоллетотрицхум лупини, сој Цол-08, добијен 1999. године са поља вучице у Виерзеници, Пољска) и контролних (лажно инокулисаних) биљака означени су изнад тачака података (*П вредност < 0,05, **П вредност ≤ 01,1 0 ***). Статистичка значајност разлика у нивоима експресије између инокулисаних (Цоллетотрицхум лупини, сој Цол-08, добијен 1999. године са поља вучице у Виерзеници, Пољска) и контролних (лажно инокулисаних) биљака означени су изнад тачака података (*П вредност < 0,05, **П вредност ≤ 01,1 0 ***). Статистическа значајност различиј у уровњу експресије између инокулированних (Цоллетотрицхум лупини, штамм Цол-08, добијен 1999. г. с поља лупина у Верженице, Пољска) и контролним (ложно инокулираним) растењем примећена над точком данних (*значење П < 0,0000, Пзначење П < 0,00 ≤ П ,001). Статистички значајне разлике у нивоима експресије између инокулисаних (Цоллетотрицхум лупини, сој Цол-08, добијен 1999. године са поља вучице у Виерзхенице, Пољска) и контролних (лажно инокулисаних) биљака су забележене изнад тачака података (*П вредност < 0,05, **П-вредност 01,0≤П1-0).接种(Цоллетотрицхум лупини,Цол-08株,1999年从波兰Виерзеница的羽扇豆田获得))和对照(模拟接水平差异的统计学显着性标记在数据点上方(*П值< 0,05, **П 值≤ 0,01, ***П 值0,01)接种 (цоллетотрицхум лупини, цолор-08 株, 1999 年 波兰 波兰 виерзеница 的 羽扇 获得) 和 秈捧 和 秈捧水平 差异 的 统计学 显着性 标记 数据点 上方*п 值 <0,05, **П ≤ 0,01, ***П ≤ 01) 。0. Статистички значајне разлике у нивоима експресије между инокулираним (Цоллетотрицхум лупини, штамм Цол-08, добијен с полеј лупина у Верженице, Пољска, 1999. г.) и контролним (ложно инокулираним) растемами отмечени над точками данних (* значење П < 0,05, П≤0, значение П < 0,05, П≤0, ≤ 0,05 0,001). Статистички значајне разлике у нивоима експресије између инокулисаних (Цоллетотрицхум лупини, сој Цол-08, добијен са поља вучице у Верженице, Пољска, 1999) и контролних (лажно инокулисаних) биљака су забележене изнад тачака података (*П вредност < 0,05 , **П-вредност ≤1,000).Анализиране НЛЛ линије су: 83А:476 (отпорне, носе хомозиготни Ланр1 алел), Манделуп (умерено отпорне, носе хомозиготни АнМан алел), Борегине (отпорне, непознате генетске позадине) и популација 22660 (осетљива).
Кандидат ген ТањилГ_05042 на Ланр1 локусу показао је значајно другачији образац експресије од профила добијених из РНА-сек студија (слика 6е).83А:476 је такође открио извесну регулацију гена ТањилГ_05042 (до 3,8 пута), међутим, постигнути нивои релативне експресије (0,044 ± 0,002) били су више од 30 пута нижи од оних уочених у Манделуп и популацији од 22660.анализиране кПЦР-ом показале су значајне разлике у нивоима експресије између генотипова у лажно вакцинисаним (контролним) варијантама, достижући 58-струку разлику између популација 22660 и 83А:476, као и између популација 22660 и 22660. Двострука разлика је постигнута између Мандал Борегине.
Кандидат ген на АнМан локусу, ТањилГ_12861, активиран је као одговор на вакцинацију у 83А:476 и Манделуп, био је неутралан у популацији од 22660, и био је смањен у Борегине (Слика 6ф).Релативна експресија гена ТањилГ_12861 била је највећа код инокулисаног 83А: 476 (0,14±0,01).Ген протеина топлотног шока класе И од 17,4 кДа ТањилГ_05080 ХСП17.4 показао је ниже релативне нивое експресије у свим проучаваним сојевима и временским тачкама (слика 6г).Највиша вредност је примећена на 24 ХПИ у популацији од 22660 (0,14 ± 0,02, осмоструко повећање у одговору на вакцинацију).
Поређење профила генске експресије (слика 7) открило је високу корелацију између ТањилГ_10657 и четири друга гена: ТањилГ_27015 (р = 0.89), ТањилГ_05080 (р = 0.85), ТањилГ_05042 (р = 0.80.70) и ТањилГ_05042 (р = 0.80.70).Такви резултати могу указивати на корегулацију ових гена током одбрамбених одговора.Гени ТањилГ_12861 и ТањилГ_23384 показали су различите профиле експресије са нижим вредностима Пирсоновог коефицијента корелације (од 0,08 до 0,43 и -0,19 до 0,28, респективно) у поређењу са другим генима.
Корелације између профила експресије гена су откривене коришћењем квантитативне ПЦР.Анализиране су следеће линије усколисне лупине: 83А:476 (отпорне, носе хомозиготни Ланр1 алел), Манделуп (умерено отпорне, носе хомозиготни АнМан алел), Борегине (отпорне, генетска позадина непозната) и Популација 22660 (осетљива).Израчунате су три временске тачке (6, 12 и 24 сата након инокулације), укључујући инокулисане (Цоллетотрицхум лупини, сој Цол-08, добијен са поља вучице у Виерзхенице, Пољска, 1999) и контролне (лажно инокулисане) биљке.Скала показује вредност Пирсоновог коефицијента корелације.
На основу података добијених при 6 коњских снага по инчу, ВГЦНА је изведена на 9981 ДЕГ идентификованих поређењем инокулисаних и контролних биљака да би се фокусирали на ране одбрамбене одговоре (додатна табела С12).Пронађена су 22 генска модула (кластера) са корелираним (позитивним или негативним) профилима експресије између генотипова и експерименталних варијанти. У просеку, нивои експресије гена су опадали редоследом 83А:476 > Манделуп > Борегине > Популација 22660 (у обе варијанте, међутим, овај тренд је био јачи у контролним биљкама). У просеку, нивои експресије гена су опадали редоследом 83А:476 > Манделуп > Борегине > Популација 22660 (у обе варијанте, међутим, овај тренд је био јачи у контролним биљкама). В среднем уровни експрессии генов снижались в порадке 83А:476 > Манделуп > Борегине > Популатион 22660 (в обоих вариантах, однако, ета тенденциа била сильнее у контролних растениј). 平均而言,基因表达水平按按 83А:476 > Манделуп > Борегине > Популација 22660 的顺序下降势在对照植物中更强)。平均 而 言, 基因 水平 按 按 按 按 按 按 按 83а: 476> манделуп> борегине> популација 22660 的 顺序 下降 (, 在 丈 G 在在 植物 中 更). В среднем уровни експрессии генов снижались в раду 83А:476 > Манделуп > Борегине > Популатион 22660 (однако в обоих вариантах ета тенденциа била сильнее у контролних растениј). У просеку, нивои експресије гена су се смањили у серији 83А:476 > Манделуп > Борегине > Популација 22660 (међутим, у обе варијанте, овај тренд је био јачи у контролним биљкама).Вакцинација је резултирала појачаном регулацијом генске експресије, посебно у модулима 18, 19, 14, 6 и 1 (у опадајућем редоследу ефекта), негативном регулацијом (нпр. модули 9 и 20) или са неутралним ефектима (нпр. модули 11, 22, 8 и 13).Анализа обогаћивања термина ГО (додатна табела С13) открила је „ГО: 0006952 заштитни одговори“ за инокулисани модул (18) са максималном активацијом, укључујући гене анализиране кПЦР-ом (ТањилГ_04706, ТањилГ_23384, ТањилГ_1006952, као и већина Инокулисаних 10657). модули фотосинтезе (9).Концентратор модула 18 (слика 8) је идентификован као ген ТањилГ_26536 који кодира протеин ЛлР18Б сличан ПР-10, а концентратор модула 9 је идентификован као ген ТањилГ_28955 који кодира протеин фотосистема ИИ ПсбК.ген кодира фактор транскрипције топлотног стреса А-4а (ХСФА4а).
Пондерисана мрежна анализа ко-експресије гена модула са превише заступљеним терминима биолошког процеса „ГО: 0006952 Одбрамбени одговори“.Лигација је поједностављена да би се истакла четири гена анализирана кПЦР (ТањилГ_04706, ТањилГ_23384, ТањилГ_10657 и ТањилГ_27015).
Пондерисана мрежна анализа коекспресије гена модула са презаступљеним термином биолошког процеса „ГО: 0006355: Регулација транскрипције, ДНК предложак” и који носи кандидат за ген отпорности на антракнозу Ланр1 ТањилГ_05042.Лигација је поједностављена да би се изоловали ген ТањилГ_05042 и централни ТањилГ_01212 ген.
Скрининг отпорности на антракнозу прикупљен у Аустралији је показао да је већина рано пуштених сорти била осетљива;Калиа, Цоромуп и Манделуп су описани као умерено отпорни, док су Вонга, Тањил и 83А:476 описани као високо отпорни26,27,31.имао исти алел отпорности, означен Ланр1, а Цоромуп и Манделуп су имали другачији алел, означен као АнМан10, 26, 39, док је Калиа пренела други алел., Ланр2.
Наша студија је открила веома ниску фреквенцију (око 6%) алела Ланр1 у тестираној гермплазми.Ово запажање је у складу са резултатима скрининга источноевропске гермплазме помоћу маркера Ансек3 и Ансек4, који су показали да је алел Ланр1 присутан у само две белоруске линије.Ово сугерише да алел Ланр1 још увек није широко коришћен у локалним програмима оплемењивања, за разлику од Аустралије, где је један од кључних алела за узгој уз помоћ маркера.Ово може бити због нижег нивоа отпорности који обезбеђује алел Ланр1 у европским теренским условима у поређењу са аустралијским извештајем.Поред тога, студије антракнозе у областима са великим падавинама у Аустралији показале су да одговори отпора посредовани алелом Ланр1 можда неће бити ефикасни у временским условима који погодују расту и брзом развоју патогена19,42.У ствари, у овој студији, неки симптоми антракнозе су такође примећени код генотипова који носе алел Ланр1, што сугерише да отпорност може нестати под оптималним условима за развој Ц. лупини.Поред тога, могуће су лажно позитивне интерпретације присуства маркера Ансек3 и Ансек4, који су приближно 1 цМ од Ланр1 локуса 28,30,43.
Наша студија је показала да је 83А:476, који носи алел Ланр1, реаговао на инокулацију Ц. лупини репрограмирањем транскриптома великих размера у првој анализираној временској тачки (6 хпи), док су код Манделупа, који носи алел АнМан, транскриптомски одговори примећени много касније.(од 24 до 48 кс).Ове временске варијације у одговорима одбране повезане су са разликама у симптомима болести, наглашавајући важност раног препознавања патогена за успешан одговор на резистенцију.Да би заразиле биљно ткиво, споре антракса морају да прођу кроз неколико развојних фаза на површини домаћина, укључујући клијање, деобу ћелија и формирање апресоријума.Додатак је инфективна структура која се везује за површину домаћина и олакшава продирање у ткива домаћина.Тако су споре Ц. глоеоспориоидес у екстракту грашка показале прву деобу језгра после 75-90 минута инкубације, формирање заметне цеви после 90-120 минута, а супресију после 4 сата45.Слично, активност гена за биосинтезу меланина код Ц. трифолии је индукована током 2-часовне инкубације праћене формирањем апресоријума након 1 сата.Студије ткива листа су показале да јагоде инокулисане са Ц. ацутатум имају прву супресију на 8 хпи, док парадајз инокулисан са Ц. цоццодес има прву супресију на 4 хпи48,49.у великој мери у складу са временском скалом Цоллетотрицхум спп.заразни процес.Брзи одбрамбени одговори на 83А:476 сугеришу укључивање гена отпорности биљака и имуности изазваних ефекторима (ЕТИ) у овој линији, док Манделупови одложени одговори подржавају хипотезу о микро-повезаном молекуларном узорку изазваном имунитету (МТИ) 50. Рани одговори на 83А и Манделуп: 476Делимично преклапање између горе или ниже регулисаних гена у одложеном одговору такође подржава овај концепт, пошто се ЕТИ често сматра убрзаним и појачаним МТИ одговором који кулминира програмираном ћелијском смрћу на месту инфекције, познатом као анафилактички шок 51,52.
Већина гена који се приписују превише заступљеном термину Гене Онтологи ГО:0006952 „Одбрамбени одговор“ су 11 хомолога протеина поруке 22 поруке изазваног стресом (слично САМ22) и седам главних протеина сличних латекс протеину (МЛП).-слични протеини 31, 34, 43 и 423 су показали сличност секвенци.Гени слични САМ22 показали су значајну активацију која је трајала дуже, показујући повећан ниво отпорности на антракнозу (83А:476 и Борегине).Међутим, гени слични МЛП-у су смањени само у линијама које носе алел отпорности кандидата (83А:476/Ланр1 на 6 хпи и Манделуп/АнМан на 24 хпи).Координисана активација таквих гена сличних САМ22 такође је пронађена у нашој претходној студији отпорности НЛЛ на инокулацију Диапортхетокица, што сугерише да су они укључени у хоризонталне компоненте одбрамбеног одговора.Овај закључак је такође подржан извештајима о позитивном одговору гена сличних САМ22 на повреде или третман салицилном киселином, гљивичним индукторима или водоник-пероксидом.
Показано је да су гени слични гени који одговарају разним абиотским и биотским стресовима, укључујући бактеријске, вирусне и патогене гљивичне инфекције у многим биљним врстама55.Правци одговора на одређене интеракције између биљака и патогена кретали су се од снажног повећања (тј. током заразе памука са Вертициллиум дахлиае) до значајног смањења (тј. након инфекције стабла јабуке са Алтернариа спп.)56,57.Значајно смањење регулације МЛП-лике 423 гена примећено је током одбране авокада од инфекције Ф. нигер и током инфекције дрвета јабуке Ботриоспхаериа беренгериана ф.цн.пирицола и Алтернариа алтерната су патотипови јабуке58,59.Поред тога, калуси јабуке који прекомерно експримирају ген 423 сличан МЛП-у имали су нижу експресију гена повезаних са резистенцијом и били су подложнији гљивичној инфекцији59.Следећи Фусариум Окиспорум Ф, ГЕН-ова 423 МЛП-ова је такође потиснута у отпорној уобичајеном гермплазму.цн.Инфекција пасуља 60.
Други чланови породице ПР-10 идентификовани у нашој РНА-сек студији били су гени ЛлР18А и ЛлР18Б као одговор на регулацију, као и повећани (1 ген) или ниже регулисани (3 гена) ген за протеин трансфера липида ДИР1..Поред тога, ВГЦНА истиче ген ЛлР18Б као чвориште у овом модулу, који је веома подложан вакцинацији и носи неколико гена заштитног одговора.Са развојем заштитних реакција, ДИР1 протеин се транспортује из жаришта инфекције кроз флоем да би индуковао САР у удаљеним органима.Занимљиво је да је ген ТањилГ_02313 ДИР1 значајно индукован у првој временској тачки у линијама 84А:476 и популацији 22660, али се отпорност на антракнозу успешно развила само у линији 84А:476.Ово може указивати на неку подфункционалну гену Дирл-а у НЛ-у, јер су преостала три хомологе одговорила на инокулацију само у 83А: 476 линији на 6 ХПИ, а овај одговор је био усмерен према доле.
У нашој студији, најчешће компоненте које одговарају биолошком процесу названом „ГО:0055114 Редокс процес“ биле су протеин цитокрома П450, пероксидаза, 9С-/13С-липоксигеназа линолне киселине и оксидаза 1-аминоциклопропан-1-карбоксилне киселине.Поред тога, наш ВГЦНА дефинише хомолог ХСФА4а као чвориште које носи модуле као што је кандидат за ген отпорности Ланр1 ТањилГ_05042.ХСФА4а је компонента редокс зависне регулације нуклеарне транскрипције у биљкама.
Протеини цитохрома П450 су оксидоредуктазе које катализују НАДПХ и/или О2-зависне реакције хидроксилације у примарном и секундарном метаболизму, укључујући метаболизам ксенобиотика, као и хормоне, масне киселине, стероле, компоненте ћелијског зида, биополимере и биосинтезу заштитног једињења. -10,6 лог2 (промена пута) на 5,7 због великог броја измењених хомолога (37) и разлика у обрасцима одговора између специфичних гена, што одражава ревизију навише..Коришћење само РНА-сек података да би се разјаснила претпостављена биолошка функција НЛЛ гена у тако великој протеинској суперфамилији било би веома спекулативно.Међутим, вреди напоменути да су неки гени цитокрома П450 повезани са повећаном отпорношћу на патогене гљиве или бактерије, укључујући допринос алергијским реакцијама69,70,71.
Пероксидазе класе ИИИ су мултифункционални биљни ензими укључени у широк спектар метаболичких процеса током раста и развоја биљака, као и као одговор на стресове животне средине као што су салинитет, суша, јак интензитет светлости и напад патогена72.Пероксидазе су укључене у интеракцију неколико биљних врста са Антхрацисом, укључујући Стилосантхес хумилис и Ц. глоеоспориоидес, Ленс цулинарис и Ц. трунцатум, Пхасеолус вулгарис и Ц. линдемутхианум, Цуцумис сативус и Ц. лагенариум73,74,75,7.Одговор је веома брз, понекад чак и на 4 ХПИ, пре него што гљива продре у биљно ткиво73.Ген пероксидазе је такође реаговао на инокулацију Д. токица НЛЛ.Поред својих типичних функција за регулисање оксидативног пуцања или елиминисање оксидативног стреса, пероксидазе могу да ометају раст патогена стварањем физичких баријера заснованих на ојачању ћелијског зида током лигнификације, подјединице или унакрсног повезивања специфичних једињења.Ова функција се може приписати ин силицо гену ТањилГ_03329 који кодира претпостављену ањонску пероксидазу која формира лигнин, а која је у нашој студији значајно повећана у линији отпорности 83А:476 на 6 ХПИ, али не и у другим сојевима и временским тачкама које нису реаговале.
9С-/13С-липоксигеназа линолне киселине је први корак у оксидативном путу биосинтезе липида78.Производи овог пута имају вишеструку функцију у одбрани биљака, укључујући јачање ћелијског зида кроз формирање наслага калозе и пектина и регулацију оксидативног стреса кроз производњу реактивних врста кисеоника79,80,81,82,83.У овој студији, израз линолне киселине 9С- / 13С-липоксигеназе је измењен у свим сојевима, али у подложној популацији 22660, у различито временским тачкама, док је у сојевима који су се отпорне на ЛАНР1 и Ан Алеле, наглашава диверзификацију оксилипинског слоја у заштитним реакцијама антракса.
Хомолог 1-аминоциклопропан-1-карбоксилат оксидазе (АЦО) био је значајно повећан (9 гена) или смањен (2 гена) када је инокулисан лупином.Уз два изузетка, сви ови одговори су се десили на 6 КС.на 83А:476.Ензимска реакција посредоване АЦО протеинима је степен ограничавајући степен производње етилена и зато је високо регулисан84.Етилен је биљни хормон који игра разне улоге у регулисању развоја биљака и реакција на абиотске и биотичке услове стреса.Индукција транскрипције и активирања сигнализације етилена укључена је у повећање отпора пиринча на хемибиотрофичне гљивице оризае оризае регулисањем производње реактивних врста кисеоника и фитоалексина.Врло сличан поступак инфекције листова који је пронађен између М. Оризае и Ц. Лупини88,89, против позадине значајне регулације АЦО хомолога у 83а: 476 Линија је пријављено у овој студији, пребацује могућност давања отпорности на НЛЛ антрацносе етилен сигнализиран централни корак у молекуларним путевима.
У садашњој студији, велики сузбијање многих гена повезаних са фотосинтезом примећено је на 6 ХПИ у 83а: 476 и 48 ХПИ у Манделоопу и 22660 становништва.Опсег и напредовања ових промена пропорционалан је нивоу.У овом експерименту је примећен отпор антрацнозе.Недавно је пријављена јака и рана репресија транскрипта повезаних са фотосинтезом у неколико модела интеракција између биљака и патогена, укључујући патогене бактерије и гљиве.Журба (од 2 ХПИ у неким интеракцијама) и глобална супресија гена повезаних са фотосинтезом као одговор на инфекцију могу покренути имунитет биљака на основу распоређивања реактивних врста кисеоника и њихове интеракције са путем салицилне киселине за посредовање у алергијским реакцијама 90,94.
Закључно, механизми одговора одбране предложили су за најопособшантну линију (83А: 476) напрописно признање патогена (вероватно је ТИР-НБС-ЛРР ТАЊИЛГ_05042) и алергијску реакцију-посредовану салицилну киселину и етилен сигнализацију, а затим оснивање САР-а.акцију подржава ДИР-1 протеин.Треба напоменути да је биотрофични период за инфекцију Ц. лупини веома кратак (отприлике 2 дана), праћен некротичним растом95.Прелаз између ових фаза може бити повезан са некрозом и експресијом протеина индуцибилних етиленом који делују као окидачи за реакције преосетљивости у биљкама домаћинима.Стога је временски прозор за успешно хватање Ц. Лупинија на биотрофичној позорници веома уски.Репрограмирање гена повезаних са Редок и фотосинтезом примећено у 83а: 476 на 6 ХПИ је у складу са напредовањем гљивичних хифа и најавио развој успешног заштитног одговора на биотрофичној фази.Транскриптомски одговори Манделуп-а и популације 22660 могу бити превише одложени да би ухватили гљивицу пре преласка на некротични раст, међутим, Манделуп може бити ефикаснији од популације 22660 јер релативно брза регулација протеина ПР-10 промовише хоризонталну отпорност.
Чини се да је ЕТИ, вођен канонским Р геном, уобичајен механизам за отпорност пасуља на антракнозу.Дакле, у моделу махунарке Медицаго Трунцатула, отпорност на антрацносе додељује РЦТ1 Гене, члан класе ТИР-НБС-ЛРР97 Цласс Р-а.Овај ген такође даје отпорност на антракнозу широког спектра код луцерке када се пренесе на осетљиве биљке.У обичном пасуљу (П. вулгарис) до данас је идентификовано више од два десетина гена отпорности на антракнозу.Неки од ових гена налазе се у регионима којима недостаје било који канонски Р гени, колико год се други налазили на ивицама хромозома који носе кластер Ген Ген Ген Ген Ген, укључујући ТИР-НБС-ЛРРС99.ССР ССР студија је такође потврдила Удружење гена НБС-ЛРР-а са антрацнозном отпором у заједничком пасуљи.Канонски Р ген је такођеђен у геномском региону који носи главну локацију отпора антрацнозе у белом лупину 101.
Наш рад показује да непосредна реакција отпора, активирана у раној фази инфекције биљака (пожељно не касније од 12 хпи), ефикасно штити усколисну лупину од антракнозе узроковане патогеном гљивом Цоллелотрицхум лупини.Помоћу високог радног секвенцирања показали смо различито експресијске профиле гена антрацнозних отпорности у НЛЛ биљака посредоване ЛАНР1 и генима отпорности на Анман.Успешна одбрана укључује пажљиво осмишљавање гена за протеине који су укључени у Редок, фотосинтезу и патогенезу у року од прве контакта биљке са патогеном.Сличне заштитне реакције, али кашњење на време, много су мање ефикасне у заштити биљака од болести.Антракс отпорност посредована ЛАНР1 геном подсећа на типични брзи одговор Р гена (Ефтецтор-активирани имунитет), док је анмански ген највероватније пружа хоризонтални одговор (имунитет који се покреће молекуларни узорак микроба.
215 НЛЛ линија коришћених за скрининг маркера антракнозе састојало се од 74 сорте, 60 линија добијених укрштањем или размножавањем, 5 мутаната и 76 дивљих или оригиналних гермплазме.Линије су стигле из 17 земаља, углавном из Пољске (58), Шпаније (47), Немачке (27), Аустралије (26), Русије (19), Белорусије (7), Италије (5) и других линија.из 10 земаља.Сет такође укључује референтне отпорне линије: 83А:476, Тањил, Вонга који носи алел Ланр1 и Манделуп који носи алел АнМан.Линије су добијене из Европске базе података о генетским ресурсима лупина коју одржава Познан Плант Бреединг Лтд., Виатрово, Пољска (додатна табела С1).
Биљке су порасле под контролисаним условима (фотопериод 16 сати, температура 25 ° Ц током дана и 18 ° Ц ноћу).Анализиране су две биолошке реплике.ДНК је изолован од три недеље старе лишће помоћу Днеаси биљне мини кит (Киаген, Хилден, Немачка) према протоколу.Квалитет и концентрација изолованог ДНК-а оцењена су спектрофотометријским методама (Нанодроп 2000; Тхермо Фисхер Сциентифиц, ВАЛТХАМ, МА, УСА).АнМанМ1 маркер који означава ген отпорности на антракнозу АнМан (изведен из сорте Манделуп) и маркери Ансек3 и Ансек4 који фланкирају ген Ланр1 (изведен из сорте Тањил) анализирани су 11,26,28.Хомозиготи за отпорни алел постигнути су као "1", подложни - као "0" и хетерозиготи - као 0,5.
Семе се гребе (одсеца се омотач семена на супротној страни ембриона оштрим сечивом) пре сетве да би се спречило мировање семена због претврде омотача семена и да би се обезбедило једнолично клијање.Набавите област.Четири недеље након сетве, када су биљке достигле стадијум 4-6 листова, инокулација је извршена прскањем суспензије конидија у концентрацији од 0,5 к 106 конидија по мл.Након инокулације, биљке су држане у мраку 24 сата на влажности од око 98% и температури од 25°Ц да би се олакшало клијање конидија и процес инфекције.Оцена болести је направљена 22 дана након инокулације и кретала се од 0 (имун) до 9 (веома осетљива) у зависности од присуства или одсуства некротичних лезија на стабљикама и листовима.Поред тога, након бодовања, мерена је тежина биљака.Односи између маркерских генотипова и фенотипова болести су израчунати као тачкасте двосеквенчне корелације (одсуство хетерозиготних маркера у сету линија за анализу фенотипа резистенције на антракнозу).


Време поста: 17.08.2022