Diolch i chi am ymweld â Nature.com. Mae gan y fersiwn porwr rydych chi'n ei ddefnyddio gefnogaeth CSS gyfyngedig. I gael y profiad gorau, rydym yn argymell eich bod chi'n defnyddio porwr wedi'i ddiweddaru (neu'n analluogi Modd Cydnawsedd yn Internet Explorer). Yn y cyfamser, er mwyn sicrhau cefnogaeth barhaus, byddwn yn rendro'r wefan heb arddulliau a JavaScript.
Mae Angustifolius lupine (NLL, Lupinus angustifolius L.) yn blanhigyn codlys a ddefnyddir ar gyfer cynhyrchu bwyd a gwella pridd. Mae ehangu byd-eang NLL fel cnwd wedi denu llawer o ffwng pathogenig, gan gynnwys anthracnose lupine, sy'n achosi'r clefyd anthracnose dinistriol. Defnyddiwyd dau alel, Lanr1 ac AnMan, sy'n rhoi mwy o ymwrthedd, mewn bridio NLL, ond mae'r mecanweithiau moleciwlaidd sylfaenol yn parhau i fod yn anhysbys. Yn yr astudiaeth hon, defnyddiwyd y marcwyr Lanr1 ac AnMan i sgrinio samplau NLL Ewropeaidd. Cadarnhaodd profi'r brechlyn mewn amgylchedd rheoledig effeithiolrwydd y ddau roddwr gwrthiannol. Perfformiwyd proffilio mynegiant genynnau gwahaniaethol ar linellau gwrthiannol a sensitif cynrychioliadol. Roedd ymwrthedd i anthracnose yn gysylltiedig â gorfynegiant o'r termau ontoleg genynnau "GO:0006952 Defense Response", "GO:0055114 Redox Process", a "GO:0015979 Photosynthesis". Yn ogystal, dangosodd y llinell Lanr1(83A:476) ailraglennu trawsgrifiadom sylweddol yn gyflym ar ôl brechu, tra bod y llinellau eraill yn dangos oedi yn yr ymateb hwn o tua 42 awr. Mae ymatebion amddiffyn yn gysylltiedig â'r genynnau TIR-NBS, CC-NBS-LRR ac NBS-LRR, 10 protein sy'n ymwneud â pathogenesis, proteinau trosglwyddo lipid, endoglucan-1,3-β-glwcosidase, proteinau wal celloedd cyfoethog mewn glysin, a genynnau o lwybr adweithiol ocsigen. Roedd ymatebion cynnar i 83A:476, gan gynnwys atal genynnau sy'n gysylltiedig â ffotosynthesis yn ofalus, yn cyd-daro ag amddiffyniad llwyddiannus yn ystod cyfnod twf llystyfol bioleg ffwngaidd, gan awgrymu bod effeithydd yn sbarduno imiwnedd. Mae adwaith Mandeloop yn cael ei arafu, fel y mae'r llusgo llorweddol cyffredinol.
Mae'r lupin dail cul (NLL, Lupinus angustifolius L.) yn ŷd protein uchel sy'n tarddu o ranbarth gorllewinol Môr y Canoldir1,2. Ar hyn o bryd mae'n cael ei dyfu fel cnwd bwyd i anifeiliaid a bodau dynol. Fe'i hystyrir hefyd yn tail gwyrdd mewn systemau cylchdroi cnydau oherwydd sefydlogi nitrogen gan facteria symbiotig sy'n sefydlogi nitrogen a gwelliant cyffredinol yn strwythur y pridd. Mae NLL wedi mynd trwy broses gyflym o ddofi yn y ganrif ddiwethaf ac mae'n dal i fod o dan bwysau bridio uchel3,4,5,6,7,8,9,10,11,12. Gyda thyfu eang NLL, datblygodd olyniaeth ffwng pathogenig gilfachau amaethyddol newydd ac achosodd glefydau newydd sy'n dinistrio cnydau. Y mwyaf nodedig i ffermwyr a bridwyr lupin oedd ymddangosiad anthracnose, a achosir gan y ffwng pathogenig, Colletotrichum lupini (Bondar) Nirenberg, Feiler a Hagedorn13. Y mwyaf nodedig i ffermwyr a bridwyr lupin oedd ymddangosiad anthracnose, a achosir gan y ffwng pathogenig, Colletotrichum lupini (Bondar) Nirenberg, Feiler a Hagedorn13. Наиболее примечательным для фермерои селекционерол люпина было появление антракноза, вызпаноногение Colletotrichum lupini (Bondar) Nirenberg, Feiler a Hagedorn13. Yr hyn a nodedigaf i ffermwyr a bridwyr lupin oedd ymddangosiad anthracnose a achosir gan y ffwng pathogenig Colletotrichum lupini (Bondar) Nirenberg, Feiler a Hagedorn13.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，它是由痏原Nirenberg, Feiler a Hagedorn13 o eiriau.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，它是由痏原(Bondar) 嵵Gwallt。1 Наиболее поразительным для фермеро и селекционерол люпина является появление антракноза, вызываепоы грибком Colletotrichum lupini (Bondar) Nirenberg, Feiler a Hagedorn13. Yr hyn sy'n fwyaf trawiadol i ffermwyr a bridwyr lupin yw ymddangosiad anthracnose a achosir gan y ffwng pathogenig Colletotrichum lupini (Bondar) Nirenberg, Feiler a Hagedorn13.Daeth yr adroddiadau cynharaf am y clefyd o Frasil a'r Unol Daleithiau, gyda symptomau nodweddiadol yn ymddangos ym 1912 a 1929 yn y drefn honno. Fodd bynnag, ar ôl tua 30 mlynedd, dynodwyd y pathogen yn Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Penz. a Sacc., teleomorff Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld. a Sacc., teleomorff Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld. & Sacc., телеоморф Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld. & Sacc., teleomorff Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld. & Sacc.，有目的形态的Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld. & Sacc.，有目的形态的Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld. & Sacc., Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld â Целенаправленной морфологии. & Sacc., Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld mewn Morffoleg Dargedig. a H. Schrenk,. a H. Schrenk, .a H. Schrenk. & H.施伦克，. & H.施伦克，.a H. Schlenk, .Dangosodd ffenoteipio clefydau rhagarweiniol a wnaed yng nghanol yr 20fed ganrif rywfaint o wrthwynebiad mewn derbyniadau NLL a lupin melyn (L. luteus L.), ond roedd pob derbyniad lupin gwyn (L. albus L.) a brofwyd yn agored iawn i niwed15,16. Mae astudiaethau wedi dangos bod datblygiad anthracnose yn gysylltiedig â mwy o wlybaniaeth (lleithder aer) a thymheredd (yn yr ystod o 12-28°C), gan arwain at dorri ymwrthedd ar dymheredd uwch17, 18. Mewn gwirionedd, roedd yr amser a oedd ei angen i gonidia egino a'r clefyd ddechrau bedair gwaith yn fyrrach ar 24°C (4 awr) nag ar 12°C (16 awr) o dan amodau lleithder uchel19. Felly, mae'r cynhesu byd-eang parhaus wedi arwain at ledaeniad anthracnose. Fodd bynnag, gwelwyd y clefyd yn Ffrainc (1982) a'r Wcráin (1983) fel arwydd o fygythiad sydd ar ddod, ond yn ôl pob golwg cafodd ei anwybyddu gan y diwydiant lupin ar y pryd20,21. Ychydig flynyddoedd yn ddiweddarach, lledaenodd y clefyd dinistriol hwn ledled y byd ac effeithiodd hefyd ar wledydd mawr sy'n cynhyrchu lupin fel Awstralia, Gwlad Pwyl a'r Almaen22,23,24. Yn dilyn achos o anthracnose yng nghanol y 1990au, arweiniodd sgrinio helaeth at nodi sawl rhoddwr gwrthiannol mewn samplau NLL19. Rheolir ymwrthedd NLL i anthracnose gan ddau alel dominyddol ar wahân a geir mewn gwahanol ffynonellau germplasm: Lanr1 mewn cyltifar Tanjil a Wonga ac AnMan mewn cyltifar Mandalay25,26. Mae'r alelau hyn yn ategu'r marcwyr moleciwlaidd sy'n cefnogi dewis germplasm gwrthiannol mewn rhaglenni bridio25,26,27,28,29,30. Croeswyd y llinell fridio gwrthiannol 83A:476 sy'n cario'r alel Lanr1 â'r llinell wyllt agored i niwed P27255 i gael poblogaeth RIL yn gwahanu ar gyfer ymwrthedd i anthracnos, a wnaeth hi'n bosibl aseinio'r locws Lanr1 i gromosom NLL-1131, 32, 33. Aliniad marcwyr map cysylltu o loci ymwrthedd ochrol i anthracnos gyda fframwaith genomig, datgelodd NLL leoliad y tri alel ar yr un cromosom (NLL-11), ond mewn gwahanol safleoedd29,34,35. Fodd bynnag, oherwydd y nifer fach o RILs a'r pellter genetig mawr rhwng marcwyr ac alelau cyfatebol, ni ellir tynnu unrhyw gasgliadau dibynadwy am eu genynnau sylfaenol. Ar y llaw arall, mae defnyddio geneteg gwrthdro mewn lupinau yn anodd oherwydd eu potensial adfywio isel iawn, sy'n gwneud trin genetig yn feichus37.
Mae datblygiad germplasm dof sy'n cario'r alel a ddymunir yn y cyflwr homosygaidd, fel 83A:476 (Lanr1) a Mandelup (AnMan), wedi agor y drws i astudio ymwrthedd i anthracnos yng ngwyneb presenoldeb cyfuniadau gwrthwynebol o alelau mewn poblogaethau gwyllt. Posibiliadau mecanweithiau moleciwlaidd. Cymharwch ymatebion amddiffyn a gynhyrchir gan genoteipiau penodol. Gwerthusodd yr astudiaeth hon ymateb trawsgrifiad cynnar NLL i frechiad C. lupini. Yn gyntaf, sgriniwyd panel germplasm NLL Ewropeaidd yn cynnwys 215 o linellau gan ddefnyddio marcwyr moleciwlaidd sy'n nodi'r alelau Lanr1 ac AnMan. Yna perfformiwyd ffenoteipio anthracnos ar 50 o linellau NLL, a ddewiswyd yn flaenorol ar gyfer marcwyr moleciwlaidd, o dan amodau rheoledig. Yn seiliedig ar yr arbrofion hyn, dewiswyd pedair llinell yn wahanol o ran ymwrthedd i anthracnos a chyfansoddiad alelig Lanr1/AnMan ar gyfer proffilio mynegiant genynnau amddiffyn gwahaniaethol gan ddefnyddio dau ddull cyflenwol: dilyniannu RNA trwybwn uchel a meintioli PCR amser real.
Dangosodd sgrinio set o plasm germ NLL (N = 215) gyda marcwyr Lanr1 (Anseq3 ac Anseq4) ac AnMan (Anseq4) ac AnMan (AnManM1) mai dim ond un llinell (95726, ger Salamanca-b) sy'n mwyhau'r alel "gwrthiant" ar gyfer pob marcwr, tra bod "Presence of 'supceptible' alleles" wedi canfod cyfran yr holl farcwyr mewn 158 (~73.5%) llinell. Cynhyrchodd tair llinell ar ddeg ddau alel "gwrthiant" o'r marcwr Lanr1, a chynhyrchodd 8 llinell alelau "gwrthiant" o'r marcwr Lanr1. Alel "gwrthiant" y marcwr AnMan (Tabl Atodol S1). Roedd dwy linell yn heterosygaidd ar gyfer y marcwr Anseq3 ac un heterosygaidd ar gyfer y marcwr AnManM1. Roedd 42 llinell (19.5%) yn cario cyfnodau cyferbyniol o'r alelau Anseq3 ac Anseq4, gan nodi amlder uchel o ailgyfuno rhwng y ddau loci hyn. Datgelodd ffenoteipiau anthracnose o dan amodau rheoledig (Tabl Atodol S2) amrywioldeb yng ngwrthiant y genoteipiau a brofwyd, a adlewyrchwyd yn nifrifoldeb anthracnose. Roedd y gwahaniaethau mewn sgoriau cymedrig yn amrywio o 1.8 (gwrthiant cymedrol) i 6.9 (agored i niwed) ac roedd y gwahaniaethau pwysau planhigion yn amrywio o 0.62 (agored i niwed) i 4.45 g (gwrthiant). Roedd cydberthynas arwyddocaol rhwng y gwerthoedd a welwyd mewn dau atgynhyrchiad o'r arbrawf (0.51 ar gyfer sgoriau difrifoldeb clefydau, P = 0.00017 a 0.61 ar gyfer pwysau planhigion, P < 0.0001) yn ogystal â rhwng y ddau baramedr hyn (−0.59 a −0.77, P < 0.0001). Roedd cydberthynas arwyddocaol rhwng y gwerthoedd a welwyd mewn dau atgynhyrchiad o'r arbrawf (0.51 ar gyfer sgoriau difrifoldeb clefydau, P = 0.00017 a 0.61 ar gyfer pwysau planhigion, P < 0.0001) yn ogystal â rhwng y ddau baramedr hyn (− 0.59 a − 0.77, P < 0.0001). Выявлена ​​достоверная корреляция между значениями, наблюдаемыми в двух повторностях эксперименталов (0,51 зомпании болезни, P = 0,00017 и 0,61 для массы растения, P < 0,0001), а также между этими двумя параметрами (- 0, Р7, -0, Рейтинг) 0,0001)0,0001). Canfuwyd cydberthynas arwyddocaol rhwng y gwerthoedd a welwyd mewn dau ailadroddiad o'r arbrawf (0.51 ar gyfer sgoriau difrifoldeb clefydau, P = 0.00017 a 0.61 ar gyfer pwysau planhigion, P < 0.0001), yn ogystal â rhwng y ddau baramedr hyn (- 0.59 a -0.77, P < 0.0001) 0.0001).在两次重复实验中观察到的值之间存在显着相关性（疾病严重程度评. 0.00017，植物重量为0.61，P <0.0001）以及这两个参数之间（- 0.59 和- 0.77，P <0.0001)在两次重复实验中观察的值之间存在相关性（疾病为重的值之间存在相关性（疾病为重程度在分为 0.51 ， p = 0.00017 ， 植物为为 0.61 ， p <0.0001）以及两个参数之间（–（（-9和– 0.59 和– 0.59 和- 0.77，P < 0.0001). Наблюдалась значительная корреляция между значениями, наблюдаемыми в двух повторностях (отценкаипания 0,51, P = 0,00017 и масса растения 0,61, P <0,0001), и между этими двумя параметрами (-0,59 и -0,0001, 0,7070) <0. Roedd cydberthynas arwyddocaol rhwng y gwerthoedd a welwyd mewn dyblyg (sgôr difrifoldeb clefyd 0.51, P = 0.00017 a phwysau planhigyn 0.61, P < 0.0001) a rhwng y ddau baramedr hyn (-0.59 a -0.0001) 0.77, P<0.0001. ).Mae symptomau nodweddiadol a welir mewn planhigion sy'n agored i niwed yn cynnwys plygu a throelli'r coesyn sy'n debyg i strwythur "bwa bugail", ac yna briwiau hirgrwn gyda sporosoitau oren/pinc (Ffig. Atodol 1). Mae derbyniadau Awstraliaidd sy'n cario'r genynnau Lanr1 (83A:476 a Tanjil) ac AnMan (Mandelup) yn gymharol wrthiannol, 0.0331 a 0.0036). Mae rhai llinellau sydd hefyd yn cario alelau Lanr1 a/neu AnMan "gwrthiannol" yn dangos symptomau'r clefyd.
Yn ddiddorol, datgelodd ychydig o linellau NLL nad oedd ganddynt unrhyw alel marciwr "gwrthiannol" lefel uchel o wrthwynebiad anthracnose (cymaradwy neu'n uwch nag ar gyfer genoteipiau Lanr1 neu AnMan), megis Boregine (gwerth P < 0.0001 ar gyfer y ddau baramedr), Bojar (gwerth P < 0.0001 ar gyfer sgôr a 0.001 ar gyfer pwysau'r planhigyn) a Phoblogaeth B-549/79b (gwerth P < 0.0001 ar gyfer sgôr ac nid yw'n arwyddocaol ar gyfer pwysau). Yn ddiddorol, datgelodd ychydig o linellau NLL nad oedd ganddynt unrhyw alel marciwr "gwrthiannol" lefel uchel o wrthwynebiad anthracnose (cymaradwy neu'n uwch nag ar gyfer genoteipiau Lanr1 neu AnMan), megis Boregine (gwerth P < 0.0001 ar gyfer y ddau baramedr), Bojar (gwerth P < 0.0001 ar gyfer sgôr a 0.001 ar gyfer pwysau'r planhigyn) a Phoblogaeth B-549/79b (gwerth P < 0.0001 ar gyfer sgôr ac nid yw'n arwyddocaol ar gyfer pwysau). Интеесно, что несколько линий NLL, лишенных какого-либо «резистентного» маркерного аллеля, плокиы какого-либо «резистентного» маркерного аллеля, плокиы алилеля, плокиыыы по устойчивости к антракнозу (сопоставимый или более высокий, чем для генотипов Lanr1 или AnMan ), такихен, такихен, такихен, такихен, такихен, такихен, такихен, такихен компания для обоих параметров), Bojar (значение P < 0,0001 для оценки и 0,001 для массы растения ) и популяции B-549е <0,0001 для оценки и незначимо для массы). Yn ddiddorol, dangosodd sawl llinell NLL heb unrhyw alel marciwr 'gwrthiannol' lefel uchel o wrthwynebiad i anthracnose (cymaradwy â neu'n uwch nag ar gyfer genoteipiau Lanr1 neu AnMan), megis Boregine (gwerth P < 0.0001 ar gyfer y ddau baramedr), Bojar (gwerth P < 0.0001 ar gyfer gwerthuso a 0.001 ar gyfer pwysau planhigyn) a phoblogaeth B-549/79b (gwerth P < 0.0001 ar gyfer gwerthuso ac nid yw'n arwyddocaol ar gyfer pwysau).有趣的是，一些缺乏任何“抗性”标记等位基因的NLL 系显示出高水平的炭疽痀或AnMan 基因型相当或更高）, 例如 Boregine (两个参数的P 值< 0.0001） 、 Bojar （P) 值<得分为0.0001,植物重量为0.001）和种群B-549/79b（得分P值< 0.0001, 重量䍘〼怼杀杀斯 Mae'n ddiddorol bod rhai systemau NLL nad oes ganddynt unrhyw farcwyr "antigenig" yn dangos ymwrthedd llorweddol uchel (sy'n cyfateb i enynnau Lanr1 neu AnMan neu'n uwch), fel Boregine (y ddau baramedr P < 0.0001), Bojar (gwerth P < 0.0001, pwysau planhigyn 0.001) a straen B-549/79b (gwerth P < 0.0001, pwysau ddim yn arwyddocaol). Интересно, что некоторые линии NLL, лишенные каких-либо маркерных аллелей «резистентности», покиниы по полей полейныых устойчивости как антракнозу (сравнимые или выше, чем у генотипов Lanr1 или AnMan ), такие как Boregine (значение прео долекон по <0,0001), Bojar (значение P <0,0001, масса растения 0,001) a популяция B-549/79b (оценка P-значение <0,0001, масса незначительна). Yn ddiddorol, dangosodd rhai llinellau NLL nad oedd ganddynt unrhyw alelau marc 'ymwrthedd' lefelau uchel o ymwrthedd i anthracnos (cymaradwy â neu'n uwch na genoteipiau Lanr1 neu AnMan), megis Boregine (gwerth P ar gyfer y ddau baramedr <0.0001), Bojar (gwerth-P < 0.0001, pwysau planhigyn 0.001) a phoblogaeth B-549/79b (gwerth-P < 0.0001, pwysau ddim yn arwyddocaol).Mae'r ffenomen hon yn awgrymu'r posibilrwydd o ffynhonnell enetig newydd o wrthwynebiad, gan egluro'r diffyg cydberthynas a welwyd rhwng genoteipiau marcwyr a ffenoteipiau clefydau (gwerthoedd P o ~0.42 i ~0.98). Felly, dangosodd prawf Kolmogorov-Smirnov fod y data ar wrthwynebiad anthracnose wedi'i ddosbarthu'n fras yn normal ar gyfer sgoriau (gwerthoedd P 0.25 a 0.11) a màs planhigion (gwerthoedd P 0.47 a 0.55), gan awgrymu fy mod yn rhagdybio bod mwy o alelau na Lanr1 ac AnMan yn gysylltiedig.
Yn seiliedig ar ganlyniadau sgrinio ymwrthedd i anthracnos, dewiswyd 4 llinell ar gyfer dadansoddiad trawsgrifiad: 83A:476, Boregine, Mandelup, a Phoblogaeth 22660. Ailbrofwyd y llinellau hyn am ymwrthedd i anthracs mewn arbrofion brechu trwy ddilyniannu RNA, ar yr amod eu bod yr un fath ag yn y prawf blaenorol. Y gwerthoedd sgôr oedd fel a ganlyn: Boregin (1.71 ± 1.39), 83A: 476 (2.09 ± 1.38), Mandelup (3.82 ± 1.42) a phoblogaeth 22660 (6.11 ± 1.29).
Cyflawnodd y protocol Illumina NovaSeq 6000 gyfartaledd o 40.5 pâr Mread fesul sampl (29.7 i 54.4 Mread) (Tabl Atodol S3). Roedd sgoriau aliniad yn y dilyniant cyfeirio yn amrywio o 75.5% i 88.6%. Roedd y gydberthynas gyfartalog o ddata cyfrif darlleniadau rhwng amrywiadau arbrofol rhwng dyblygiadau biolegol yn amrywio o 0.812 i 0.997 (cymedr 0.959). O'r 35,170 o enynnau a ddadansoddwyd, nid oedd gan 2917 unrhyw fynegiant, a mynegwyd y 4785 o enynnau eraill ar lefel ddibwys (cymedr sylfaenol < 5). O'r 35,170 o enynnau a ddadansoddwyd, nid oedd gan 2917 unrhyw fynegiant, a mynegwyd y 4785 o enynnau eraill ar lefel ddibwys (cymedr sylfaenol < 5). Из 35 170 проанализированных генов 2917 не проявляли экспрессии, а остальные 4785 генов экспресисы незначительном уровне (базовое среднее <5). O'r 35,170 o enynnau a ddadansoddwyd, nid oedd gan 2917 unrhyw fynegiant, a mynegwyd y 4785 o enynnau sy'n weddill ar lefel ddibwys (cymedr sylfaenol <5).在分析的35,170个基因中，2917个没有表达，其他4785个基因的表达可以忽略不计（基本平均值<5）。35,170 35 170 проанализированных генов 2917 не экспрессировались, а остальные 4785 генов имели незелись экспрессию (базовое среднее значение <5). O'r 35,170 o enynnau a ddadansoddwyd, ni chafodd 2917 eu mynegi ac roedd gan y 4785 o enynnau sy'n weddill fynegiant dibwys (cymedr sylfaenol <5).Felly, nifer y genynnau a ystyriwyd wedi'u mynegi (cymedr sylfaenol ≥ 5) yn ystod yr arbrawf oedd 27,468 (78.1%) (Tabl Atodol S4).
O'r pwynt amser cyntaf, ymatebodd pob llinell NLL i frechiad C. lupini (straen Col-08) trwy ailraglennu'r trawsgrifiadom (Tabl 1), fodd bynnag, gwelwyd gwahaniaethau sylweddol rhwng y llinellau. Felly, dangosodd y llinell ymwrthedd 83A:476 (sy'n cario'r genyn Lanr1) ailraglennu trawsgrifiadom sylweddol ar y pwynt amser cyntaf (6 hpi) gyda chynnydd o 31-69 gwaith yn nifer y genynnau i fyny ac i lawr ynysig o'i gymharu â phwyntiau amser eraill ar y pwynt amser hwn. Yn ogystal, roedd y brig hwn yn fyrhoedlog, gan mai dim ond ychydig o enynnau a barhaodd wedi'u newid yn sylweddol ar yr ail bwynt amser (12 hpi). Yn ddiddorol, ni chafodd Boregine, a ddangosodd lefel uchel o ymwrthedd yn y prawf impiad hefyd, ailraglennu trawsgrifio mor enfawr yn ystod yr arbrawf. Fodd bynnag, roedd nifer y genynnau a fynegwyd yn wahanol (DEG) yr un fath ar gyfer Boregine ac 83A:476 ar 12 HPI. Dangosodd Mandelup a phoblogaeth 22660 uchafbwyntiau DEG ar yr adeg olaf (48 l/s), sy'n dynodi oedi cymharol yn yr ymatebion amddiffyn.
Gan fod 83A:476 wedi cael ei ailraglennu trawsgrifiadom enfawr mewn ymateb i C. lupini ar 6 HPI o'i gymharu â'r holl linellau eraill, roedd ~91% o'r DEGs a welwyd ar yr adeg hon yn benodol i linach (Ffig. 1). Fodd bynnag, roedd rhywfaint o orgyffwrdd yn yr ymatebion cynnar rhwng llinellau astudio, gan fod 68.5%, 50.9%, a 52.6% o DEG yn Boregine, Mandelup, a phoblogaeth 22660, yn y drefn honno, yn gorgyffwrdd â'r rhai a geir yn 83A:476 ar rai adegau. Fodd bynnag, dim ond cyfran fach (0.97–1.70%) o'r holl DEGs a ganfyddir ar hyn o bryd gan ddefnyddio 83A:476 oedd y DEGs hyn yn cyfrif amdanynt. Yn ogystal, roedd 11 DEG o bob llinell yn gydlynol ar yr adeg hon (Tablau Atodol S4-S6), gan gynnwys cydrannau cyffredin ymatebion amddiffyn planhigion: protein trosglwyddo lipid (TanjilG_32225), ensym endoglucan-1,3-β-glwcosid (TanjilG_23384), dau brotein y gellir eu hysgogi gan straen fel SAM22 (TanjilG_31528 a TanjilG_31531), protein latecs sylfaenol (TanjilG_32352), a dau brotein wal gell strwythurol cyfoethog mewn glysin (TanjilG_19701 a TanjilG_19702). Roedd gorgyffwrdd cymharol uchel hefyd mewn ymatebion trawsgrifiad rhwng 83A:476 a Boregine ar 24 HPI (cyfanswm 16-38% DEG) a rhwng Mandelup a Phoblogaeth 22660 ar 48 HPI (cyfanswm 14-20% DEG).
Diagram Venn yn dangos nifer y genynnau a fynegir yn wahanol (DEG) mewn llinellau lupin dail cul (NLL) a frechwyd â Colletotrichum lupini (straen Col-08 a gafwyd o gaeau lupin yn Wierzhenice, Gwlad Pwyl, 1999). Y llinellau NLL a ddadansoddwyd oedd: 83A:476 (gwrthsefyll, yn cario'r alel Lanr1), Boregine (gwrthsefyll, cefndir genetig anhysbys), Mandelup (gwrthsefyll yn gymedrol, yn cario'r alel AnMan) a phoblogaeth 22660 (agored iawn). Mae'r talfyriad hpi yn sefyll am oriau ar ôl brechu. Mae gwerthoedd sero wedi'u tynnu i symleiddio'r graff.
Dadansoddwyd y set o enynnau a oedd wedi'u gor-fynegi ar 6 hpi am bresenoldeb parthau genyn R canonaidd (Tabl Atodol S7). Datgelodd yr astudiaeth hon ysgogiad trawsgrifiad o enynnau ymwrthedd i glefydau clasurol gyda pharthau NBS-LRR yn 83A:476 yn unig. Roedd y set hon yn cynnwys un genyn TIR-NBS-LRR (tanjilg_05042), pum genyn CC-NBS-LRR (tanjilg_06165, tanjilg_06162, tanjilg_22773, tanjilg_22640, a tanjilg_16162), a Phedwar NBS-LR, Tanjilg_16162), a Phedwar NBS-LRRE (tanjilg_16162) yn ogystal â Phedwar NBS-Lrr (tanjilg_16162) a Phedwar NBS-LRR (TANJILG_16162). Mae gan bob un o'r enynnau hyn barthau canonaidd wedi'u trefnu mewn dilyniannau cadwedig. Yn ogystal â'r genynnau parth NBS-LRR, cafodd nifer o ginasau RLL eu actifadu ar 6 hpi, sef un yn Boregine (TanjilG_19877), dau yn Mandelup (TanjilG_07141 a TanjilG_19877) ac ym mhoblogaeth 22660 (TanjilG_09014 a TanjilG_10361) a dau yn 83A 27:476.
Cafodd genynnau â mynegiant wedi newid yn sylweddol mewn ymateb i frechiad â C. lupini (straen Col-08) eu dadansoddi’n gyfoethogi Ontoleg Genynnau (GO) (Tabl Atodol S8). Y term proses fiolegol a or-gynrychiolwyd amlaf oedd “Ymateb amddiffyn GO:0006952” a ymddangosodd mewn 6 allan o 16 cyfuniad (amser × llinell) ag arwyddocâd uchel (gwerth P < 0.001) (Ffig. 2). Y term proses fiolegol a or-gynrychiolwyd amlaf oedd “Ymateb amddiffyn GO:0006952” a ymddangosodd mewn 6 allan o 16 cyfuniad (amser × llinell) ag arwyddocâd uchel (gwerth P < 0.001) (Ffig. 2). Наиболее часто чрезмерно представленным термином биологического процесса был «GO: 0006952 затыЉе» который появлялся в 6 из 16 (время × линия) комбинаций с высокой значимостью (значение P <0,001 ( 2 ). Y term proses fiolegol a or-gynrychiolwyd amlaf oedd 'Ymateb amddiffyn GO:0006952', a ymddangosodd mewn 6 o 16 cyfuniad (amser × llinach) ag arwyddocâd uchel (gwerth P < 0.001) (Ffig. 2).最常被过度代表的生物过程术语是“GO:0006952 防御反应”, 它出现在16个（时间×线）组合中的6个中，具有高显着性（P值<0.001）（图2）。 Y term proses fiolegol mwyaf cynrychioliadol yw “Ymateb amddiffyn GO:0006952”, sy'n ymddangos mewn 6 o'r 16 cyfuniad (时间×线), gydag arwyddocâd uchel (gwerth P < 0.001) (图2). Наиболее часто чрезмерно представленным термином биологического процесса был «GO: 0006952 Ymateb Amddiffyn», коля по процеского «GO: 0006952», коля по 6 из 16 комбинаций (время × линия) с высокой значимостью (значение P <0,001) (рис. 2). Y term proses fiolegol a or-gynrychiolwyd amlaf oedd 'GO:0006952 Defense Response', a ymddangosodd mewn 6 allan o 16 cyfuniad (amser × llinell) gydag arwyddocâd uchel (gwerth P < 0.001) (Ffig. 2).Gor-gynrychiolwyd y term hwn ar ddau bwynt amser yn 83A: 476 a Boregine (6 a 24 hpi) ac ar un adeg yn Mandelup a Phoblogaeth 22660 (12 a 6 hpi, yn y drefn honno). Mae hwn yn ganlyniad disgwyliedig, gan amlygu ymateb gwrthffyngol y llinellau gwrthiannol. Yn ogystal, ymatebodd 83A:476 i C. lupini trwy ysgogi genynnau'n gyflym sy'n gysylltiedig â'r ffrwydrad ocsideiddiol a gynrychiolir gan y term “proses redox GO:0055114”, sy'n nodi ymateb amddiffyn penodol, tra bod Boregine wedi datgelu ymatebion amddiffyn penodol, yn gysylltiedig â'r term 'GO'. :0006950 Ymateb i straen”. Actifadu wnaeth Poblogaeth 22660 yr ymateb gwrthiant llorweddol yn cynnwys metabolion eilaidd, gan amlygu'r nifer gormodol o dermau “GO:0016104 Proses biosynthesis triterpene” a “GO:0006722 Proses metaboledd triterpene” (mae'r ddau derm yn perthyn i'r un set o enynnau), gan ystyried canlyniadau'r dadansoddiad cyfoethogi term GO, roedd sefydlogrwydd adwaith Mandelup rhwng Boregine a Phoblogaeth 22660. Yn ogystal, mae adwaith cynnar 83A:476 (6 hpi) ac adwaith oedi Mandelup a Phoblogaeth 22660 yn cynnwys y term GO:0015979 'ffotosynthesis' a phrosesau biolegol cysylltiedig eraill.
Mae'r termau ontoleg genynnau biobroses a ddewiswyd wrth anodio genynnau a fynegir yn wahanol yn ystod ymatebion trawsgrifiad lupin culddail (NLL) a frechwyd â lupin anthracs (straen Col-08 a gafwyd o gaeau lupin yn Wierzhenice, Gwlad Pwyl, ym 1999) wedi'u gorliwio'n fawr. Y llinellau NLL a ddadansoddwyd oedd: 83A:476 (gwrthsefyll, yn cario'r alel homosygaidd Lanr1), Boregine (gwrthsefyll, cefndir genetig anhysbys), Mandelup (gwrthsefyll cymedrol, yn cario'r alel homosygaidd AnMan) a phoblogaeth 22660 (agored i niwed).
Gan fod yr astudiaeth hon wedi'i hanelu at nodi genynnau sy'n cyfrannu at wrthwynebiad i anthracnos, dadansoddwyd y genynnau a neilltuwyd i'r termau GO "GO: 0006952 Defensive responses" a "GO: 0055114 Redox processes" gyda thorbwyntiau gan fod cymedrau llinell sylfaen ≥ 30 gydag o leiaf un llinell. × pwynt mewn amser yn cyfuno gwerthoedd ystadegol arwyddocaol o log2 (newid plyg). Roedd nifer y genynnau a oedd yn bodloni'r meini prawf hyn yn 65 ar gyfer GO:0006952 a 524 ar gyfer GO:0055114.
Datgelodd 83A:476 ddau gopa DEG wedi'u hanodio â'r term GO:0006952, y cyntaf ar 6 genyn y fodfedd (64 genyn, rheoleiddio i fyny ac i lawr) a'r ail ar 24 genyn y fodfedd (15 genyn, rheoleiddio i fyny yn unig). Dangosodd Boregine hefyd fod GO:0006952 wedi cyrraedd uchafbwynt ar yr un pryd, ond gyda llai o DEG (11 ac 8) ac actifadu ffafriol. Dangosodd Mandeloop ddau gopa o GO:0006952 ar 12 a 48 HPI, y ddau yn cario 12 genyn (y cyntaf gyda genynnau actifadu, a'r ail gyda genynnau ataliol yn unig), tra bod gan y boblogaeth 22660 ar 6 HPI (13 genyn) fwy o oruchafiaeth o'r rheoleiddio brig cynnydd. Dylid nodi bod gan 96.4% o GO:0006952 DEG yn y copaon hyn yr un math o ymateb (i fyny neu i lawr), sy'n dangos gorgyffwrdd sylweddol mewn ymatebion amddiffyn er gwaethaf gwahaniaethau yn nifer y genynnau dan sylw. Mae'r grŵp mwyaf o ddilyniannau sy'n gysylltiedig â'r term GO:0006952 yn amgodio'r Protein Neges sy'n Gysylltiedig â Straen Newyn 22 (tebyg i SAM22), sy'n perthyn i'r clade protein protein sy'n gysylltiedig â pathogenesis dosbarth 10 (PR-10) a'r latecs protein craidd. protein tebyg (tebyg i MLP) (Ffig. 3). Roedd y ddau grŵp yn wahanol o ran natur mynegiant a chyfeiriad yr ymateb. Dangosodd y genynnau sy'n amgodio proteinau tebyg i SAM22 ysgogiad cyson ac arwyddocaol ar bwyntiau amser cynnar (6 neu 12 hpi) ac yn gyffredinol nid oeddent yn ymatebol ar ddiwedd yr arbrawf (48 hpi), tra bod proteinau tebyg i MLP yn dangos cydlyniad ar 6 hpi. hpi. 83A:476 a Mandelup ar 48 hp/in, roedd bron pob pwynt data arall yn anymatebol. Yn ogystal, dilynodd gwahaniaethau mewn proffiliau mynegiant genynnau protein tebyg i SAM22 amrywioldeb a welwyd mewn ymwrthedd i anthracnose, gan fod gan linellau mwy gwrthsefyll fwy o bwyntiau amser yn ysgogi'r genynnau hyn yn sylweddol na genynnau mwy agored i niwed. Dangosodd genyn PR-10 arall tebyg i LlR18A/B batrwm mynegiant tebyg iawn i'r genyn protein tebyg i SAM22.
Nodwyd prif gydrannau'r term proses fiolegol “GO:0006952 Defense Response” a phatrymau mynegiant genynnau ymgeisydd yr alelau Lanr1 ac AnMan. Mae'r raddfa Log2 yn cynrychioli gwerthoedd log2 (newid plyg) rhwng planhigion a frechwyd (Colletotrichum lupini, straen Col-08, a gafwyd o gaeau lupin, Wizhenica, Gwlad Pwyl, 1999) a phlanhigion rheoli (a frechwyd fel ffug) ar yr un pryd. Dadansoddwyd y llinellau lupin culddail canlynol: 83A:476 (gwrthsefyll, yn cario'r alel homosygaidd Lanr1), Boregine (gwrthsefyll, cefndir genetig anhysbys), Mandelup (gwrthsefyll cymedrol, yn cario'r alel homosygaidd AnMan), a Phoblogaeth 22660 (agored i niwed).
Yn ogystal, gwerthuswyd proffiliau mynegiant y genynnau ymgeisydd RNA-seq Lanr1 (TanjilG_05042) ac AnMan (TanjilG_12861) (Ffig. 3). Dangosodd y genyn TanjilG_05042 ymateb sylweddol (actifadu) ar 83A:476 ar y pwynt amser cyntaf yn unig (6 hpi), tra bod TanjilG_12861 yn arwyddocaol ym Mandeloop ar ddau bwynt amser yn unig: 6 hpi (rheoleiddio i lawr) a 24 hpi (6 hpi). Gyda.). addasadwy) ).
Y genynnau a fynegwyd fwyaf yn y term "proses redox" GO:0055114 oedd genynnau sy'n amgodio proteinau cytochrome P450 a pheroxidase (Ffig. 4). Ar gyfer samplau a ynyswyd o 83A:476 ar 6 HPI, gwelwyd gwerthoedd log2 (newid plyg) uchaf neu isaf (ar gyfer 86.6% o enynnau) yn gyffredinol rhwng planhigion a frechwyd a phlanhigion rheoli, gan amlygu ymateb uchel y genoteip hwn i ryw a frechwyd. Dangosodd 83A:476 y GO: 0055114 DEG mwyaf arwyddocaol ar 6 hpi (503 genyn), tra bod gweddill y llinellau ar 48 hpi (Boregine, 31 genyn; Mandelup, 85 genyn; a Phoblogaeth 22660, 78 genyn)). Yn y rhan fwyaf o enynnau'r teulu GO:0055114, gwelwyd dau fath o ymatebion i frechu (actifadu ac atal). Yn ddiddorol, hyd at 97.6% o'r DEGau a nodwyd ar gyfer y term GO: 0055114 yn Mandelupe ar 48 hp. Mae'r arsylwadau hyn yn awgrymu, er gwaethaf y raddfa sylweddol lai (h.y., nifer y genynnau redoks wedi'u mwtaneiddio, 85 yn erbyn 503), bod patrwm ymatebion trawsgrifiad oedi mandeloup i anthracnose yn debyg i ymateb cynnar 83A:476. Yn Boregine a Phoblogaeth 22660, mae'r cydgyfeirio hwn yn is ar 51.6% a 75.6%, yn y drefn honno.
Datgelwyd patrymau mynegiant prif gydrannau term y broses fiolegol “GO:0055114 Redox process”. Mae'r raddfa Log2 yn cynrychioli gwerthoedd log2 (newid plyg) rhwng planhigion wedi'u brechu (Colletotrichum lupini, straen Col-08, a gafwyd o gaeau lupin, Wizhenica, Gwlad Pwyl, 1999) a phlanhigion rheoli (wedi'u brechu'n ffug) ar yr un pryd. Dadansoddwyd y llinellau lupin culddail canlynol: 83A:476 (gwrthsefyll, yn cario'r alel homosygaidd Lanr1), Boregine (gwrthsefyll, cefndir genetig anhysbys), Mandelup (gwrthsefyll cymedrol, yn cario'r alel homosygaidd AnMan), a Phoblogaeth 22660 (agored i niwed).
83A:476 Roedd ymatebion trawsgrifiomig i frechu â C. lupini (straen Col-08) hefyd yn cynnwys tawelu cydlynol genynnau a briodolir i'r term GO:0015979 "ffotosynthesis" a phrosesau biolegol cysylltiedig eraill (FFIG. 5). Roedd y set DEG GO:0015979 hon yn cynnwys 105 o enynnau a oedd wedi'u hatal yn sylweddol ar 6 hpi ar 83A:476. Yn yr is-set hon, roedd 37 o enynnau hefyd wedi'u gostwng yn Mandelup ar 48 HPI a 35 ar yr un pwynt amser yn y boblogaeth 22660, gan gynnwys 19 DEG sy'n gyffredin i'r ddau genoteip. Ni chafodd unrhyw DEGau sy'n gysylltiedig â'r term GO: 0015979 eu actifadu'n sylweddol mewn unrhyw gyfuniad (llinell x amser).
Datgelwyd patrymau mynegiant prif gydrannau term y broses fiolegol “GO:0015979 Ffotosynthesis”. Mae'r raddfa Log2 yn cynrychioli gwerthoedd log2 (newid plyg) rhwng planhigion wedi'u brechu (Colletotrichum lupini, straen Col-08, a gafwyd o gaeau lupin, Wizhenica, Gwlad Pwyl, 1999) a phlanhigion rheoli (wedi'u brechu'n ffug) ar yr un pryd. Dadansoddwyd y llinellau lupin culddail canlynol: 83A:476 (gwrthsefyll, yn cario'r alel homosygaidd Lanr1), Boregine (gwrthsefyll, cefndir genetig anhysbys), Mandelup (gwrthsefyll cymedrol, yn cario'r alel homosygaidd AnMan), a Phoblogaeth 22660 (agored i niwed).
Yn seiliedig ar ganlyniadau dadansoddiad mynegiant gwahaniaethol ac yn ôl pob tebyg yn ymwneud ag ymatebion amddiffyn yn erbyn ffwng pathogenig, dewiswyd y set hon o saith genyn ar gyfer meintioli proffiliau mynegiant trwy PCR amser real (Tabl Atodol S9).
Cafodd y genyn protein tybiedig TanjilG_10657 ei ysgogi'n sylweddol ym mhob llinell ac amser a astudiwyd o'i gymharu â phlanhigion rheoli (dynwared) (Tablau Atodol S10, S11). Yn ogystal, dangosodd proffil mynegiant TanjilG_10657 duedd gynyddol dros gyfnod yr arbrawf ar gyfer pob llinell. Dangosodd poblogaeth 22660 y sensitifrwydd uchaf o TanjilG_10657 i frechu gydag actifadu 114 gwaith a'r lefel mynegiant gymharol uchaf (4.4 ± 0.4) ar 24 HPI (Ffig. 6a). Dangosodd y genyn protein PR10 LlR18A TanjilG_27015 hefyd actifadu ar draws pob llinell ac amser, gydag arwyddocâd ystadegol yn y rhan fwyaf o bwyntiau data (Ffig. 6b). Yn debyg i TanjilG_10657, gwelwyd y lefel mynegiant gymharol uchaf o TanjilG_27015 yn y boblogaeth a frechwyd o 22660 ar 24 HPI (19.5 ± 2.4). Cafodd y genyn endochitinase asid TanjilG_04706 ei uwchreoleiddio'n sylweddol ym mhob llinell ac ar bob pwynt amser ac eithrio Boregine 6 hpi (Ffig. 6c). Cafodd ei ysgogi'n gryf ar y pwynt amser cyntaf (6 HPI) yn 83A:476 (10.5 gwaith) a chynyddodd yn gymedrol mewn llinellau eraill (6.6-7.5 gwaith). Yn ystod yr arbrawf, arhosodd mynegiant TanjilG_04706 ar lefelau tebyg yn 83A:476 a Boregine, tra yn Mandelup a Phoblogaeth 22660 cynyddodd yn sylweddol, gan gyrraedd gwerthoedd cymharol uchel (5.9 ± 1.5 a 6.2 ± 1.5, yn y drefn honno). Dangosodd y genyn tebyg i endoglucan-1,3-β-glwcosidase TanjilG_23384 actifadu uchel ar y ddau bwynt amser cyntaf (6 a 12 hpi) ym mhob llinell ac eithrio poblogaeth 22660 (Ffig. 6d). Gwelwyd y lefelau mynegiant cymharol uchaf o TanjilG_23384 ar yr ail bwynt amser (12 hpi) yn Mandelup (2.7 ± 0.3) ac 83A:476 (1.5 ± 0.1). Ar 24 HPI, roedd mynegiant TanjilG_23384 yn gymharol isel ym mhob llinell a astudiwyd (o 0.04 ± 0.009 i 0.44 ± 0.12).
Proffiliau mynegiant genynnau dethol (ag) a ddatgelwyd gan PCR meintiol. Mae'r rhifau 6, 12 a 24 yn cynrychioli oriau ar ôl brechu. Defnyddiwyd y genynnau LanDExH7 a LanTUB6 ar gyfer normaleiddio a defnyddiwyd LanTUB6 ar gyfer calibradu rhyng-gyfresi. Mae bariau gwall yn cynrychioli'r gwyriad safonol yn seiliedig ar dri dyblygiad biolegol, pob un ohonynt yn gyfartaledd o dri dyblygiad technegol. Mae arwyddocâd ystadegol y gwahaniaethau yn lefelau mynegiant rhwng y planhigion a frechwyd (Colletotrichum lupini, straen Col-08, a gafwyd ym 1999 o gae lupin yn Wierzenica, Gwlad Pwyl) a'r planhigion rheoli (a frechwyd-ffug) wedi'u marcio uwchben y pwyntiau data (*gwerth P < 0.05, **gwerth P ≤ 0.01, ***gwerth P ≤ 0.001). Mae arwyddocâd ystadegol y gwahaniaethau yn lefelau mynegiant rhwng y planhigion a frechwyd (Colletotrichum lupini, straen Col-08, a gafwyd ym 1999 o gae lupin yn Wierzenica, Gwlad Pwyl) a'r planhigion rheoli (a frechwyd-ffug) wedi'u marcio uwchben y pwyntiau data (*gwerth P < 0.05, **gwerth P ≤ 0.01, ***gwerth P ≤ 0.001). Статистическая значимость различий в уровнях экспрессии между инокулированными ( Colletotrichum lupini, пло8 1999 г. данных (*значение P < 0,05, **значение P ≤ 0,01, ***значение P ≤ 0,001). Nodir gwahaniaethau ystadegol arwyddocaol mewn lefelau mynegiant rhwng planhigion wedi'u brechu (Colletotrichum lupini, straen Col-08, a gafwyd ym 1999 o gae lupin yn Wierzhenice, Gwlad Pwyl) a phlanhigion rheoli (wedi'u brechu'n ffug) uwchben y pwyntiau data (*gwerth P < 0.05, **gwerth-P ≤ 0.01, ***gwerth-P ≤ 0.001).接种（Colletotrichum lupini, Col-08株, 1999 年从波兰Wierzenica 的羽扇豆田获得）和对照（模拟接种）植物之间表达水平差异的统计学显着性标记在数漀显着性标记在数漈显着性标记在数漈记在数漉0.05, **P 值 ≤ 0.01, ***P 值 ≤ 0.001).接种 （colletotrichum lupini ， lliw-08 株 ， 1999 年波兰波兰 wierzenica 的羽扇获得）和对照（秈波兰水平差异的统计学显着性标记数据点上方*p 值 <0.05, **P ≤ 0.01, ***P ≤ 。) 0.00 Статистически значимые различия в уровнях экспрессии между инокулированными ( Colletotrichum lupini , штамы по, coletotrichum полей люпина в Верженице, Польша, в 1999 г.) и контрольными (ложно инокулированными) растенимеыми растенимечи данных (* значение P < 0,05, ** P-значение ≤ 0,01, ***P-значение ≤ 0,001). Nodir gwahaniaethau ystadegol arwyddocaol mewn lefelau mynegiant rhwng planhigion a frechwyd (Colletotrichum lupini, straen Col-08, a gafwyd o gaeau lupin yn Verzhenice, Gwlad Pwyl, ym 1999) a phlanhigion rheoli (a frechwyd trwy ffug) uwchben y pwyntiau data (*gwerth P < 0.05, **gwerth P ≤ 0.01, ***gwerth P ≤ 0.001).Y llinellau NLL a ddadansoddwyd oedd: 83A:476 (gwrthiannol, yn cario'r alel homosygaidd Lanr1), Mandelup (gwrthiannol cymedrol, yn cario'r alel homosygaidd AnMan), Boregine (gwrthiannol, cefndir genetig anhysbys) a phoblogaeth 22660 (agored i niwed).
Dangosodd y genyn ymgeisydd TanjilG_05042 yn y locus Lanr1 batrwm mynegiant gwahanol iawn o'r proffiliau a gafwyd o astudiaethau RNA-seq (Ffig. 6e). Gwelwyd actifadu sylweddol o'r genyn hwn yn Mandelup a'r boblogaeth 22660 (hyd at 39.7 ac 11.7 gwaith, yn y drefn honno), gan arwain at lefelau mynegiant cymharol uchel (hyd at 1.4 ± 0.14 a 7.2 ± 1.3, yn y drefn honno). Datgelodd 83A:476 hefyd rywfaint o gynnydd yn y genyn TanjilG_05042 (hyd at 3.8 gwaith), fodd bynnag, roedd y lefelau mynegiant cymharol a gyflawnwyd (0.044 ± 0.002) fwy na 30 gwaith yn is na'r rhai a welwyd yn Mandelup a'r boblogaeth 22660. Dangosodd dadansoddiad gan qPCR wahaniaethau sylweddol mewn lefelau mynegiant rhwng genoteipiau mewn amrywiadau a gafodd eu brechu'n ffug (rheoli), gan gyrraedd gwahaniaeth o 58 gwaith rhwng poblogaethau 22660 ac 83A:476, yn ogystal â rhwng poblogaethau 22660 a 22660. Cyflawnwyd gwahaniaeth deublyg rhwng Boregine a Mandalup.
Cafodd y genyn ymgeisydd yn locws AnMan, TanjilG_12861, ei actifadu mewn ymateb i frechu yn 83A:476 a Mandelup, roedd yn niwtral yn y boblogaeth 22660, ac roedd wedi'i isreoleiddio yn Boregine (Ffig. 6f). Mynegiant cymharol y genyn TanjilG_12861 oedd yr uchaf yn y 83A: 476 a frechwyd (0.14±0.01). Dangosodd y genyn protein sioc gwres dosbarth I 17.4 kDa TanjilG_05080 HSP17.4 lefelau mynegiant cymharol is ym mhob straen a phwynt amser a astudiwyd (Ffig. 6g). Gwelwyd y gwerth uchaf ar 24 HPI yn y boblogaeth 22660 (0.14 ± 0.02, cynnydd wythplyg mewn ymateb i frechu).
Datgelodd cymhariaeth o broffiliau mynegiant genynnau (Ffig. 7) gydberthynas uchel rhwng TanjilG_10657 a phedair genyn arall: TanjilG_27015 (r = 0.89), TanjilG_05080 (r = 0.85), TanjilG_05042 (r = 0.80), a TanjilG_04706 (r = 0.79). Gall canlyniadau o'r fath ddangos cyd-reoleiddio'r genynnau hyn yn ystod ymatebion amddiffyn. Dangosodd y genynnau TanjilG_12861 a TanjilG_23384 broffiliau mynegiant gwahanol gyda gwerthoedd cyfernod cydberthynas Pearson is (o 0.08 i 0.43 a -0.19 i 0.28, yn y drefn honno) o'i gymharu â genynnau eraill.
Canfuwyd cydberthnasau rhwng proffiliau mynegiant genynnau gan ddefnyddio PCR meintiol. Dadansoddwyd y llinellau lupin culddail canlynol: 83A:476 (gwrthsefyll, yn cario'r alel homosygaidd Lanr1), Mandelup (gwrthsefyll cymedrol, yn cario'r alel homosygaidd AnMan), Boregine (gwrthsefyll, cefndir genetig anhysbys), a Phoblogaeth 22660 (agored i niwed). Cyfrifwyd tri phwynt amser (6, 12 a 24 awr ar ôl brechu), gan gynnwys planhigion wedi'u brechu (Colletotrichum lupini, straen Col-08, a gafwyd o gaeau lupin yn Wierzhenice, Gwlad Pwyl, ym 1999) a phlanhigion rheoli (wedi'u brechu'n ffug). Mae'r raddfa'n dangos gwerth cyfernod cydberthynas Pearson.
Yn seiliedig ar ddata a gafwyd ar 6 marchnerth y fodfedd, perfformiwyd WGCNA ar 9981 DEG a nodwyd trwy gymharu planhigion wedi'u brechu a phlanhigion rheoli i ganolbwyntio ar ymatebion amddiffyn cynnar (Tabl Atodol S12). Canfuwyd dau ar hugain o fodiwlau genynnau (clystyrau) gyda phroffiliau mynegiant cydberthynol (positif neu negatif) rhwng genoteipiau ac amrywiadau arbrofol. Ar gyfartaledd, roedd lefelau mynegiant genynnau yn disgyn yn nhrefn 83A:476 > Mandelup > Boregine > Poblogaeth 22660 (yn y ddau amrywiad, fodd bynnag, roedd y duedd hon yn gryfach mewn planhigion rheoli). Ar gyfartaledd, roedd lefelau mynegiant genynnau yn disgyn yn nhrefn 83A:476 > Mandelup > Boregine > Poblogaeth 22660 (yn y ddau amrywiad, fodd bynnag, roedd y duedd hon yn gryfach mewn planhigion rheoli). В среднем уровни экспрессии генов снижались в порядке 83A:476 > Mandelup > Boregine > Poblogaeth 22,660 (v обоих вариантатах, антатх, пороих вариантатих, пориантатих была сильнее у контрольных растений). Ar gyfartaledd, gostyngodd lefelau mynegiant genynnau yn y drefn 83A:476 > Mandelup > Boregine > Poblogaeth 22660 (yn y ddau amrywiad, fodd bynnag, roedd y duedd hon yn gryfach mewn planhigion rheoli).平均而言，基因表达水平按83A:476 > Mandelup > Boregine > Poblogaeth 22660的顺序下降（然而，在两种变体中，这种趋势在对照植物中更强）。平均而言，基因水平按按 83a: 476 > mandelup > boregine > poblogaeth 22660 的顺序下降伈，在种在，在种在植物中更）。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 В среднем уровни экспрессии генов снижались в ряду 83A:476 > Mandelup > Boregine > Poblogaeth 22660 (однако в обоих вариантэа и обоих вариантэа сильнее у контрольных растений). Ar gyfartaledd, gostyngodd lefelau mynegiant genynnau yn y gyfres 83A:476 > Mandelup > Boregine > Poblogaeth 22660 (fodd bynnag, yn y ddau amrywiad, roedd y duedd hon yn gryfach mewn planhigion rheoli).Arweiniodd brechu at gynnydd mewn mynegiant genynnau, yn enwedig ym modiwlau 18, 19, 14, 6 ac 1 (mewn trefn ddisgynnol o effaith), rheoleiddio negyddol (e.e. modiwlau 9 a 20) neu gydag effeithiau niwtral (e.e. modiwlau 11, 22, 8 a 13). Datgelodd dadansoddiad cyfoethogi termau GO (Tabl Atodol S13) “Ymatebion Amddiffynnol GO: 0006952” ar gyfer y modiwl a frechwyd (18) gyda'r actifadu mwyaf, gan gynnwys genynnau a ddadansoddwyd gan qPCR (TanjilG_04706, TanjilG_23384, TanjilG_10657 a TanjilG_27015), yn ogystal â llawer o'r modiwlau ffotosynthesis a ataliwyd fwyaf gan y Brechlyn (9). Nodwyd crynodwr Modiwl 18 (Ffig. 8) fel y genyn TanjilG_26536 sy'n amgodio'r protein LlR18B tebyg i PR-10, a nodwyd crynodwr modiwl 9 fel y genyn TanjilG_28955 sy'n amgodio'r protein PsbQ ffotosystem II. Canfuwyd genyn ymwrthedd anthracnos ymgeisydd Lanr1, TanjilG_05042, ym modiwl 22 (Ffig. 9) ac mae'n gysylltiedig â'r termau “GO:0044260 Cellular macromoleciwlar metabolic processes” a “GO:0006355 Transcriptional regulation, DNA templating” sy'n cario'r hwb TanjilG_01212. Mae'r genyn yn amgodio ffactor trawsgrifio straen gwres A-4a (HSFA4a).
Dadansoddiad rhwydwaith pwysol o gyd-fynegiant genynnau modiwlau gyda thermau proses fiolegol wedi'u gorgynrychioli “GO: 0006952 Ymatebion Amddiffyn”. Symleiddiwyd y clymu i amlygu'r pedwar genyn a ddadansoddwyd gan qPCR (TanjilG_04706, TanjilG_23384, TanjilG_10657 a TanjilG_27015).
Dadansoddiad rhwydwaith pwysol o gyd-fynegiant genynnau modiwl gyda therm proses fiolegol gor-gynrychioledig “GO: 0006355: Rheoleiddio trawsgrifio, templedi DNA” ac yn cario genyn ymwrthedd anthracnos ymgeisydd Lanr1 TanjilG_05042. Symleiddiwyd y clymu i ynysu'r genyn TanjilG_05042 a'r genyn canolog TanjilG_01212.
Dangosodd sgrinio am wrthwynebiad i anthracnose a gasglwyd yn Awstralia fod y rhan fwyaf o'r mathau cynnar o wrthwynebiad yn agored i niwed; disgrifiwyd Kalya, Coromup a Mandelup fel rhai cymharol wrthwynebus, tra bod Wonga, Tanjil ac 83A:476 wedi'u disgrifio fel rhai hynod wrthwynebus26,27,31. Roedd ganddyn nhw'r un alel gwrthiant, a ddynodwyd yn Lanr1, ac roedd gan Coromup a Mandelup alel gwahanol, a ddynodwyd yn AnMan10,26,39, tra bod Kalya wedi trosglwyddo alel gwahanol, Lanr2. Arweiniodd sgrinio am wrthwynebiad i anthracnose yn yr Almaen at nodi llinell wrthwynebus Bo7212 gydag alel ymgeisydd heblaw Lanr1, a ddynodwyd yn LanrBo36.
Datgelodd ein hastudiaeth amlder isel iawn (tua 6%) o'r alel Lanr1 yn y germplasm a brofwyd. Mae'r arsylwad hwn yn gyson â chanlyniadau sgrinio germplasm Dwyrain Ewrop gan ddefnyddio'r marcwyr Anseq3 ac Anseq4, a ddangosodd mai dim ond mewn dwy linell Belarws y mae'r alel Lanr1 yn bresennol. Mae hyn yn awgrymu nad yw'r alel Lanr1 yn cael ei ddefnyddio'n helaeth eto gan raglenni bridio lleol, yn wahanol i Awstralia, lle mae'n un o'r alelau allweddol ar gyfer bridio â chymorth marcwyr. Gall hyn fod oherwydd y lefel is o wrthwynebiad a ddarperir gan yr alel Lanr1 mewn amodau maes Ewropeaidd o'i gymharu â'r adroddiad Awstraliaidd. Yn ogystal, mae astudiaethau o anthracnose mewn ardaloedd glawiad uchel yn Awstralia wedi dangos nad yw ymatebion ymwrthedd a gyfryngir gan yr alel Lanr1 o bosibl yn effeithiol mewn amodau tywydd sy'n ffafrio twf a datblygiad cyflym y pathogen19,42. Mewn gwirionedd, yn yr astudiaeth bresennol, gwelwyd rhai symptomau anthracnose hefyd mewn genoteipiau sy'n cario'r alel Lanr1, gan awgrymu y gallai ymwrthedd ddiflannu o dan amodau gorau posibl ar gyfer datblygiad C. lupini. Yn ogystal, mae dehongliadau positif ffug o bresenoldeb marcwyr Anseq3 ac Anseq4, sydd tua 1 cM o'r locws Lanr1, yn bosibl 28,30,43.
Dangosodd ein hastudiaeth fod 83A:476, yn cario'r alel Lanr1, wedi ymateb i frechiad C. lupini gydag ailraglennu trawsgriftom ar raddfa fawr ar y pwynt amser cyntaf a ddadansoddwyd (6 hpi), tra yn Mandelup, yn cario'r alel AnMan, gwelwyd ymatebion trawsgriftomig yn llawer diweddarach (o 24 i 48 hpi). Mae'r amrywiadau amserol hyn mewn ymatebion amddiffyn yn gysylltiedig â gwahaniaethau mewn symptomau clefydau, gan amlygu pwysigrwydd adnabod pathogenau'n gynnar ar gyfer ymateb llwyddiannus i wrthwynebiad. I heintio meinwe planhigion, rhaid i sborau anthracs fynd trwy sawl cam datblygiadol ar wyneb y gwesteiwr, gan gynnwys egino, rhannu celloedd, a ffurfio appressoriwm. Mae atodiad yn strwythur heintus sy'n glynu wrth wyneb y gwesteiwr ac yn hwyluso treiddiad i feinweoedd y gwesteiwr. Felly, dangosodd sborau C. gloeosporioides mewn dyfyniad pys y rhaniad cyntaf o'r niwclews ar ôl 75-90 munud o ddeori, ffurfio tiwb germ ar ôl 90-120 munud, ac ataliad ar ôl 4 awr. Dangosodd C. gloeosporioides mango fwy na 40% o egino conidial ar ôl 3 awr o ddeori a thua 20% o ffurfio atalyddion ar ôl 4 awr. Dangosodd y genyn CAP20 sy'n gysylltiedig â firwlens o C. gloeosporioides weithgaredd trawsgrifio mewn conidia sy'n ffurfio epiffytau ar ôl deori 3.5 awr mewn cwyr arwyneb afocado gyda chrynodiadau uchel o brotein CAP20 ar ôl 4 awr 46 munud. Yn yr un modd, cafodd gweithgaredd genynnau biosynthesis melanin yn C. trifolii ei ysgogi yn ystod deori 2 awr ac yna ffurfio appressoriwm ar ôl 1 awr. Mae astudiaethau o feinweoedd dail wedi dangos bod mefus sydd wedi'u brechu â C. acutatum yn cael ataliad cyntaf ar 8 hpi, tra bod tomatos sydd wedi'u brechu â C. coccodes yn cael ataliad cyntaf ar 4 hpi48,49. yn gyson i raddau helaeth ag amserlen proses heintus Colletotrichum spp. Mae ymatebion amddiffyn cyflym i 83A:476 yn awgrymu cyfranogiad genynnau ymwrthedd planhigion ac imiwnedd a sbardunir gan effeithydd (ETI) yn y llinell hon, tra bod ymatebion oedi Mandelup yn cefnogi'r ddamcaniaeth imiwnedd a sbardunir gan batrwm moleciwlaidd micro-gysylltiedig (MTI) 50. Ymatebion cynnar i 83A: 476 a Mandelup. Mae'r gorgyffwrdd rhannol rhwng genynnau a reoleiddir i fyny neu i lawr mewn ymateb oedi hefyd yn cefnogi'r cysyniad hwn, gan fod ETI yn aml yn cael ei ystyried yn ymateb MTI cyflymach a gwell sy'n arwain at farwolaeth celloedd wedi'i raglennu ar safle'r haint, a elwir yn sioc anaffylactig 51,52.
Mae'r rhan fwyaf o'r genynnau a briodolir i'r term gor-gynrychioledig Gene Ontology GO:0006952 “Defense Response” yn 11 homolog o'r protein neges ymprydio a achosir gan straen 22 (tebyg i SAM22) a'r saith prif brotein tebyg i latecs (MLPs). Dangosodd proteinau tebyg i 31, 34, 43 a 423 debygrwydd dilyniant. Dangosodd genynnau tebyg i SAM22 actifadu sylweddol a barhaodd yn hirach, gan ddangos lefelau uwch o wrthwynebiad anthracnose (83A:476 a Boregine). Fodd bynnag, dim ond mewn llinellau sy'n cario'r alel gwrthiant ymgeisydd y cafodd genynnau tebyg i MLP eu gostwng (83A:476/Lanr1 ar 6 hpi a Mandelup/AnMan ar 24 hpi). Dylid nodi bod yr holl homologau tebyg i SAM22 a nodwyd yn tarddu o glwstwr genynnau sy'n ymestyn tua 105 kb, tra bod genynnau tebyg i MLP yn tarddu o ranbarthau ar wahân o'r genom. Canfuwyd hefyd actifadu cydlynol genynnau tebyg i SAM22 yn ein hastudiaeth flaenorol o wrthwynebiad NLL i frechiad Diaporthetoxica, gan awgrymu eu bod yn rhan o gydrannau llorweddol yr ymateb amddiffynnol. Cefnogir y casgliad hwn hefyd gan adroddiadau am ymateb cadarnhaol genynnau tebyg i SAM22 i anaf neu driniaeth ag asid salicylig, ysgogiadau ffwngaidd, neu hydrogen perocsid.
Dangoswyd bod genynnau tebyg i MLP yn ymateb i wahanol straenau abiotig a biotig, gan gynnwys heintiau ffwngaidd bacteriol, firaol a pathogenig mewn llawer o rywogaethau planhigion55. Roedd cyfeiriadau'r ymateb i rai rhyngweithiadau rhwng planhigion a pathogenau yn amrywio o gynyddu'n gryf (h.y., yn ystod haint cotwm â Verticillium dahliae) i ostwng yn sylweddol (h.y., ar ôl heintio coeden afal ag Alternaria spp.)56,57. Gwelwyd gostyngiad sylweddol yn y genyn 423 tebyg i MLP yn ystod amddiffynfeydd afocado i haint F. niger ac yn ystod haint y goeden afal Botryosphaeria berengeriana f. cn. piricola ac Alternaria alternata yn bathoteipiau afal58,59. Yn ogystal, roedd gan calli afal a oedd yn gor-fynegi'r genyn 423 tebyg i MLP fynegiant is o enynnau sy'n gysylltiedig â gwrthiant ac roeddent yn fwy agored i haint ffwngaidd59. Yn dilyn Fusarium oxysporum f, cafodd y genyn 423 tebyg i MLP ei atal hefyd mewn germplasm ffa cyffredin gwrthiannol. cn. Haint ffa 60.
Aelodau eraill o'r teulu PR-10 a nodwyd yn ein hastudiaeth RNA-seq oedd y genynnau LlR18A ac LlR18B mewn ymateb i uwchreoleiddio, yn ogystal â'r genyn uwchreoleiddiedig (1 genyn) neu isreoleiddiedig (3 genyn) ar gyfer y protein trosglwyddo lipid DIR1. . Yn ogystal, mae WGCNA yn tynnu sylw at y genyn LlR18B fel canolbwynt yn y modiwl hwn, sy'n agored iawn i frechu ac yn cario sawl genyn ymateb amddiffynnol. Cafodd y genynnau LlR18A ac LlR18B eu hysgogi mewn dail lupin melyn mewn ymateb i facteria pathogenig, yn ogystal ag mewn coesynnau NLL ar ôl brechu D. toxica, tra bod homolog reis y genynnau hyn, RSOsPR10, wedi'i ysgogi'n gyflym gan haint ffwngaidd a oedd yn ôl pob tebyg yn gysylltiedig â'r llwybr signalau asid jasmonig53,61, 62. Mae'r genyn DIR1 yn amgodio proteinau cludo lipid amhenodol sy'n ofynnol ar gyfer dechrau ymwrthedd systemig a gafwyd (SAR). Gyda datblygiad adweithiau amddiffynnol, caiff y protein DIR1 ei gludo o ffocws yr haint trwy'r ffloem i ysgogi SAR mewn organau pell. Yn ddiddorol, cafodd y genyn TanjilG_02313 DIR1 ei ysgogi'n sylweddol ar y pwynt amser cyntaf yn llinellau 84A:476 a Phoblogaeth 22660, ond dim ond yn llinell 84A:476 y datblygodd ymwrthedd i anthracnose yn llwyddiannus. Gall hyn ddangos rhywfaint o is-swyddogaetholi'r genyn DIR1 yn NLL, gan fod y tri homolog sy'n weddill wedi ymateb i frechiad yn y llinell 83A:476 ar 6 hpi yn unig, ac roedd yr ymateb hwn wedi'i gyfeirio tuag i lawr.
Yn ein hastudiaeth ni, y cydrannau mwyaf cyffredin sy'n cyfateb i'r broses fiolegol o'r enw "proses Redox GO:0055114" oedd protein cytochrome P450, peroxidase, asid linoleig 9S-/13S-lipoxygenase, ac asid 1-aminocyclopropane-1-carboxylig oxidase. Yn ogystal, mae ein WGCNA yn diffinio'r homolog HSFA4a fel canolbwynt sy'n cario modiwlau fel yr ymgeisydd genyn ymwrthedd Lanr1 TanjilG_05042. Mae HSFA4a yn gydran o'r rheoleiddio trawsgrifiad niwclear mewn planhigion sy'n ddibynnol ar redox.
Mae proteinau cytocrom P450 yn ocsidoreductasau sy'n cataleiddio adweithiau hydroxylation sy'n ddibynnol ar NADPH a/neu O2 mewn metaboledd cynradd ac eilaidd, gan gynnwys metaboledd xenobiotigau, yn ogystal â hormonau, asidau brasterog, sterolau, cydrannau waliau celloedd, biopolymerau, a biosynthesis cyfansoddion amddiffynnol 69. Yn ein hastudiaeth ni, gostyngwyd yr amrywioldeb yn swyddogaeth cytocrom P450 planhigion o -10.6 log2 (newid plyg) i 5.7 oherwydd nifer fawr o homologau wedi'u newid (37) a gwahaniaethau mewn patrymau ymateb rhwng genynnau penodol, gan adlewyrchu adolygiad i fyny. Byddai defnyddio data RNA-seq yn unig i egluro swyddogaeth fiolegol tybiedig y genynnau NLL mewn uwchdeulu protein mor fawr yn ddyfalu iawn. Fodd bynnag, mae'n werth nodi bod rhai genynnau cytocrom P450 yn gysylltiedig â mwy o wrthwynebiad i ffwng neu facteria pathogenig, gan gynnwys cyfraniad at adweithiau alergaidd 69,70,71.
Mae perocsidasau Dosbarth III yn ensymau planhigion amlswyddogaethol sy'n ymwneud ag ystod eang o brosesau metabolaidd yn ystod twf a datblygiad planhigion, yn ogystal ag mewn ymateb i straen amgylcheddol fel halltedd, sychder, dwyster golau uchel, ac ymosodiad pathogenau72. Mae perocsidasau yn ymwneud â rhyngweithio sawl rhywogaeth o blanhigion ag Anthracis, gan gynnwys Stylosanthes humilis a C. gloeosporioides, Lens culinaris a C. truncatum, Phaseolus vulgaris a C. lindemuthianum, Cucumis sativus a C. lagenarium73,74,75,76. Mae'r ymateb yn gyflym iawn, weithiau hyd yn oed ar 4 HPI, cyn i'r ffwng dreiddio i feinwe'r planhigyn73. Ymatebodd y genyn perocsidas hefyd i frechiad D. toxica NLL. Yn ogystal â'u swyddogaethau nodweddiadol i reoleiddio byrstio ocsideiddiol neu ddileu straen ocsideiddiol, gall perocsidasau ymyrryd â thwf pathogenau trwy greu rhwystrau ffisegol yn seiliedig ar atgyfnerthu waliau celloedd yn ystod lignification, is-uned neu groesgysylltu cyfansoddion penodol. Gellir priodoli'r swyddogaeth hon in silico i'r genyn TanjilG_03329 sy'n amgodio perocsidase anion sy'n ffurfio lignin tybiedig a gafodd ei uwchreoleiddio'n sylweddol yn ein hastudiaeth yn y llinell gwrthiannol 83A:476 ar 6 HPI, ond nid mewn straeniau ac amseroedd eraill nad oeddent yn ymateb.
9S-/13S-lipoxygenase asid linoleig yw'r cam cyntaf yn llwybr ocsideiddiol biosynthesis lipid78. Mae gan gynhyrchion y llwybr hwn sawl swyddogaeth wrth amddiffyn planhigion, gan gynnwys cryfhau waliau celloedd trwy ffurfio dyddodion callos a phectin, a rheoleiddio straen ocsideiddiol trwy gynhyrchu rhywogaethau ocsigen adweithiol79,80,81,82,83. Yn yr astudiaeth bresennol, newidiwyd mynegiant asid linoleig 9S-/13S-lipoxygenase ym mhob straen, ond yn y boblogaeth agored i niwed 22660, roedd cynnydd yn y rheoleiddio ar wahanol adegau, tra mewn straeniau sy'n cario Lanr1 gwrthiannol a'r alel AnMan, mae'n pwysleisio arallgyfeirio'r haen ocslipin mewn adweithiau anthracs amddiffynnol rhwng y genoteipiau hyn.
Cafodd yr homolog 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase (ACO) ei uwchreoleiddio'n sylweddol (9 genyn) neu ei isreoleiddio (2 genyn) pan gafodd ei frechu â lupine. Gyda dau eithriad, digwyddodd yr holl ymatebion hyn ar 6 hp. ar 83A:476. Yr adwaith ensymatig a gyfryngir gan broteinau ACO yw'r cam sy'n cyfyngu ar y gyfradd mewn cynhyrchu ethylen ac felly mae wedi'i reoleiddio'n fawr84. Mae ethylen yn hormon planhigion sy'n chwarae amrywiaeth o rolau wrth reoleiddio datblygiad planhigion ac ymateb i amodau straen abiotig a biotig. Mae ysgogi trawsgrifiad ACO ac actifadu'r llwybr signalau ethylen yn gysylltiedig â chynyddu ymwrthedd reis i'r ffwng hemibiotroffig oryzae oryzae trwy reoleiddio cynhyrchu rhywogaethau ocsigen adweithiol a ffytoalecsinau. Mae proses heintio dail debyg iawn a geir rhwng M. oryzae a C. lupini88,89, yn erbyn cefndir o gynnydd sylweddol mewn homologau ACO yn y llinell 83A:476 a adroddwyd yn yr astudiaeth hon, yn newid y posibilrwydd o roi ymwrthedd i anthracnose Ethylen NLL, cam canolog signalau mewn llwybrau moleciwlaidd.
Yn yr astudiaeth bresennol, gwelwyd ataliad ar raddfa fawr o lawer o enynnau sy'n gysylltiedig â ffotosynthesis ar 6 hpi yn 83A:476 ac ar 48 hpi yn Mandeloop a'r boblogaeth o 22660. Mae maint a dilyniant y newidiadau hyn yn gymesur â'r lefel. Gwelwyd ymwrthedd i anthracnose yn yr arbrawf hwn. Yn ddiweddar, adroddwyd am ataliad cryf a chynnar o drawsgrifiadau sy'n gysylltiedig â ffotosynthesis mewn sawl model o ryngweithiadau planhigion-pathogenau, gan gynnwys bacteria a ffyngau pathogenig. Gall brys (o 2 HPI mewn rhai rhyngweithiadau) ac ataliad byd-eang o enynnau sy'n gysylltiedig â ffotosynthesis mewn ymateb i haint sbarduno imiwnedd planhigion yn seiliedig ar ddefnyddio rhywogaethau ocsigen adweithiol a'u rhyngweithio â'r llwybr asid salicylig i gyfryngu adweithiau alergaidd 90,94.
I gloi, mae mecanweithiau ymateb amddiffyn a gynigiwyd ar gyfer y llinach fwyaf gwrthiannol (83A:476) yn cynnwys adnabyddiaeth gyflym o pathogenau gan y genyn R (yn ôl pob tebyg TIR-NBS-LRR TanjilG_05042) a signalau asid salicylig ac ethylen a gyfryngir gan ymateb alergaidd, ac yna sefydlu SAR hirdymor. Cefnogir y weithred gan y protein DIR-1. Dylid nodi bod y cyfnod biotroffig ar gyfer haint C. lupini yn fyr iawn (tua 2 ddiwrnod), ac yna twf necrotig95. Gall y newid rhwng y camau hyn fod yn gysylltiedig â necrosis a mynegiant proteinau y gellir eu hysgogi gan ethylen sy'n gweithredu fel sbardunau ar gyfer adweithiau gorsensitifrwydd mewn planhigion gwesteiwr. Felly, mae'r ffenestr amser ar gyfer dal C. lupini yn llwyddiannus yn y cyfnod biotroffig yn gul iawn. Mae'r ailraglennu genynnau sy'n gysylltiedig â redoks a ffotosynthesis a welwyd yn 83A:476 ar 6 hpi yn gyson â dilyniant hyffae ffwngaidd ac yn arwydd o ddatblygiad ymateb amddiffynnol llwyddiannus yn y cyfnod biotroffig. Efallai bod ymatebion trawsgrifiadol Mandelup a'r boblogaeth 22660 yn rhy hwyr i ddal y ffwng cyn newid i dwf necrotig, fodd bynnag, efallai bod Mandelup yn fwy effeithiol na'r boblogaeth 22660 oherwydd bod rheoleiddio cymharol gyflym y protein PR-10 yn hyrwyddo ymwrthedd llorweddol.
Mae'n ymddangos bod ETI, wedi'i yrru gan y genyn R canonaidd, yn fecanwaith cyffredin ar gyfer ymwrthedd ffa i anthracnose. Felly, yn y codlys model Medicago truncatula, mae ymwrthedd i anthracnose yn cael ei roi gan y genyn RCT1, aelod o'r dosbarth genyn planhigyn R TIR-NBS-LRR97. Mae'r genyn hwn hefyd yn rhoi ymwrthedd anthracnose sbectrwm eang mewn alfalfa pan gaiff ei drosglwyddo i blanhigion sy'n agored i niwed. Yn y ffa gyffredin (P. vulgaris), mae mwy na dau ddwsin o enynnau ymwrthedd anthracnose wedi'u nodi hyd yn hyn. Mae rhai o'r genynnau hyn i'w cael mewn rhanbarthau sydd heb unrhyw enynnau R canonaidd, fodd bynnag mae llawer o rai eraill wedi'u lleoli ar ymylon cromosomau sy'n cario'r clwstwr genyn NBS-LRR, gan gynnwys TIR-NBS-LRRs99. Cadarnhaodd yr astudiaeth SSR genom-eang hefyd y cysylltiad rhwng y genyn NBS-LRR ac ymwrthedd anthracnose yn y ffa gyffredin. Canfuwyd y genyn R canonaidd hefyd yn y rhanbarth genomig sy'n cario'r prif locws ymwrthedd anthracnose mewn lupin gwyn 101.
Mae ein gwaith yn dangos bod adwaith ymwrthedd uniongyrchol, a actifadu yng nghyfnod cynnar haint planhigion (yn ddelfrydol dim hwyrach na 12 diwrnod yr wythnos), yn amddiffyn lupin dail cul yn effeithiol rhag anthracnosis a achosir gan y ffwng pathogenig Collelotrichum lupini. Gan ddefnyddio dilyniannu trwybwn uchel, fe wnaethom ddangos proffiliau mynegiant gwahaniaethol o enynnau ymwrthedd anthracnosis mewn planhigion NLL a gyfryngir gan y genynnau ymwrthedd Lanr1 ac AnMan. Mae amddiffyn llwyddiannus yn cynnwys dylunio'r genynnau ar gyfer proteinau sy'n ymwneud â redox, ffotosynthesis, a pathogenesis yn ofalus o fewn oriau i gyswllt cyntaf y planhigyn â pathogen. Mae adweithiau amddiffynnol tebyg, ond wedi'u gohirio mewn amser, yn llawer llai effeithiol wrth amddiffyn planhigion rhag clefydau. Mae ymwrthedd anthracs a gyfryngir gan y genyn Lanr1 yn debyg i ymateb cyflym nodweddiadol y genyn R (imiwnedd a sbardunir gan effeithydd), tra bod y genyn AnMan yn fwyaf tebygol o ddarparu ymateb llorweddol (imiwnedd a sbardunir gan batrwm moleciwlaidd sy'n gysylltiedig â microb), gan ddarparu lefel gymedrol o gynaliadwyedd.
Roedd y 215 o linellau NLL a ddefnyddiwyd i sgrinio am farcwyr anthracnose yn cynnwys 74 o gyltifarau, 60 o linellau a gafwyd trwy groesi neu fridio, 5 mutant, a 76 o germplasmau gwyllt neu wreiddiol. Daeth y llinellau o 17 gwlad, yn bennaf o Wlad Pwyl (58), Sbaen (47), yr Almaen (27), Awstralia (26), Rwsia (19), Belarus (7), yr Eidal (5) a llinellau eraill o 10 gwlad. Mae'r set hefyd yn cynnwys llinellau gwrthiannol cyfeirio: 83A:476, Tanjil, Wonga yn cario'r alel Lanr1, a Mandelup yn cario'r alel AnMan. Cafwyd y llinellau o Gronfa Ddata Adnoddau Genetig Lupin Ewropeaidd a gynhelir gan Poznań Plant Breeding Ltd., Wiatrowo, Gwlad Pwyl (Tabl Atodol S1).
Tyfwyd planhigion o dan amodau rheoledig (cyfnod ffoto 16 awr, tymheredd 25°C yn ystod y dydd a 18°C ​​yn y nos). Dadansoddwyd dau atgynhyrchiad biolegol. Ynyswyd DNA o ddail tair wythnos oed gan ddefnyddio'r Pecyn Mini Planhigion DNeasy (Qiagen, Hilden, yr Almaen) yn unol â'r protocol. Aseswyd ansawdd a chrynodiad y DNA ynysig gan ddefnyddio dulliau sbectroffotometrig (NanoDrop 2000; Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, UDA). Dadansoddwyd y marciwr AnManM1 sy'n marcio'r genyn ymwrthedd i anthracnos AnMan (sy'n deillio o cv. Mandelup) a'r marcwyr Anseq3 ac Anseq4 sy'n ffinio â'r genyn Lanr1 (sy'n deillio o cv. Tanjil) 11,26,28. Sgoriwyd homozygotau ar gyfer yr alel ymwrthol fel "1", agored i niwed - fel "0", a heterosygotau - fel 0.5.
Yn seiliedig ar ganlyniadau sgrinio am farcwyr AnManM1, AnSeq3 ac AnSeq4 ac argaeledd hadau ar gyfer arbrofion dilynol terfynol, dewiswyd 50 o linellau NLL ar gyfer ffenoteipio ymwrthedd i anthracnos. Perfformiwyd y dadansoddiad yn ddyblyg mewn tŷ gwydr a reolir gan gyfrifiadur gyda ffotogyfnod o 14 awr gydag ystod tymheredd o 22°C yn ystod y dydd a 19°C yn y nos. Mae hadau'n cael eu crafu (gan dorri'r gôt hadau ar ochr arall yr embryo gyda llafn miniog) cyn hau i atal y hadau rhag bod yn segur oherwydd bod y gôt hadau'n rhy galed ac i sicrhau egino unffurf. Tyfwyd planhigion mewn potiau (11 × 11 × 21 cm) gyda phridd di-haint (TS-1 REC 085 Medium Basic, Klasmann-Deilmann Polska, Warsaw, Gwlad Pwyl). Cynhaliwyd y brechiad gyda'r straen Colletotrichum lupini Col-08, a dyfwyd ym 1999 o goesynnau planhigion lupin dail cul a dyfwyd mewn cae yn Verzhenitsa, Gwlad Pwyl Fwyaf (52° 27′ 42″ N 17° 04′ 05″ E ). Cael ardal. Cafodd yr ynysyddion eu tyfu mewn cyfrwng SNA ar 20° C. o dan olau du am 21 diwrnod i ysgogi sborwleiddio. Bedair wythnos ar ôl hau, pan oedd y planhigion wedi cyrraedd y cyfnod 4-6 dail, cynhaliwyd y brechiad trwy chwistrellu ag ataliad o gonidia ar grynodiad o 0.5 x 106 conidia fesul ml. Ar ôl y brechiad, cadwyd y planhigion yn y tywyllwch am 24 awr ar leithder o tua 98% a thymheredd o 25°C i hwyluso egino conidia a'r broses heintio. Yna tyfwyd y planhigion o dan gyfnod ffoto 14 awr ar 22°C dydd/19°C nos a lleithder o 70%. Gwnaed y sgôr clefyd 22 diwrnod ar ôl y brechiad ac roedd yn amrywio o 0 (imiwn) i 9 (agored iawn) yn dibynnu ar bresenoldeb neu absenoldeb briwiau necrotig ar goesynnau a dail. Yn ogystal, ar ôl sgorio, mesurwyd pwysau'r planhigion. Cyfrifwyd y berthnasoedd rhwng genoteipiau marcwyr a ffenoteipiau clefydau fel cydberthnasau pwynt dau-ddilyniant (absenoldeb marcwyr heterosygaidd yn y set o linellau ar gyfer dadansoddi'r ffenoteip ymwrthedd i anthracnosis).