Merci fir Äre Besuch op Nature.com. D'Browserversioun, déi Dir benotzt, huet limitéiert CSS-Ënnerstëtzung. Fir déi bescht Erfahrung empfeelen mir Iech, en aktualiséierte Browser ze benotzen (oder de Kompatibilitéitsmodus am Internet Explorer auszeschalten). An der Zwëschenzäit, fir weider Ënnerstëtzung ze garantéieren, wäerte mir d'Websäit ouni Stiler a JavaScript duerstellen.
Angustifolius Lupin (NLL, Lupinus angustifolius L.) ass eng Hülsenfrüchteplanz, déi fir d'Liewensmëttelproduktioun an d'Buedemverbesserung benotzt gëtt. Déi global Expansioun vun NLL als Kulturpflanz huet vill pathogen Pilze ugezunn, dorënner Lupin-Anthracnose, déi déi verheerend Anthracnose-Krankheet verursaacht. Zwee Allelen, Lanr1 an AnMan, déi eng erhéicht Resistenz bréngen, goufen an der NLL-Ziichtung benotzt, awer déi zugronnleeënd molekular Mechanismen bleiwen onbekannt. An dëser Studie goufen d'Lanr1- an AnMan-Marker benotzt fir europäesch NLL-Prouwen ze screenen. Tester vum Impfstoff an enger kontrolléierter Ëmwelt hunn d'Effizienz vu béide resistente Spender bestätegt. Differenziell Genexpressionsprofiléierung gouf op representativen resistenten an empfindleche Linnen duerchgefouert. Anthracnose-Resistenz war mat enger Iwwerexpressioun vun den Genontologie-Begrëffer "GO:0006952 Defense Response", "GO:0055114 Redox Process" a "GO:0015979 Photosynthesis" assoziéiert. Zousätzlech huet d'Lanr1(83A:476) Linn no der Impfung eng bedeitend Reprogramméierung vum Transkriptom séier gewisen, während déi aner Linnen eng Verspéidung vun dëser Äntwert ëm ongeféier 42 Stonnen opgewisen hunn. Ofwierreaktiounen si mat den TIR-NBS-, CC-NBS-LRR- an NBS-LRR-Genen, 10 Proteinen, déi an der Pathogenese involvéiert sinn, Lipidtransferproteinen, Endoglucan-1,3-β-Glukosidase, glycinräiche Zellwandproteinen a Genen aus dem reaktive Wee vum Sauerstoff assoziéiert. Fréi Äntwerten op 83A:476, dorënner eng virsiichteg Ënnerdréckung vu Genen, déi mat der Fotosynthese assoziéiert sinn, hunn zesummegefall mat engem erfollegräiche Schutz während der vegetativer Wuessphase vun der Pilzbiologie, wat drop hiweist, datt en Effektor d'Immunitéit ausléist. D'Mandeloop-Reaktioun gëtt verlangsamt, sou wéi den horizontalen Drosseldrock am Allgemengen.
Déi schmuelbliedereg Lupin (NLL, Lupinus angustifolius L.) ass e proteinräicht Getreide, dat aus der westlecher Mëttelmierregioun staamt1,2. Si gëtt de Moment als Liewensmëttelplanz fir Déieren a Mënschen ugebaut. Si gëtt och als Gréngdünger a Kulturrotatiounssystemer ugesinn, wéinst der Stickstoffbindung duerch symbiotesch Stickstoffbindungsbakterien an der allgemenger Verbesserung vun der Buedemstruktur. D'NLL huet am leschte Joerhonnert e schnelle Prozess vun der Domestizéierung erlieft a steet nach ëmmer ënner héijem Zuchtdrock3,4,5,6,7,8,9,10,11,12. Mam verbreeten Kultivatioun vun der NLL huet d'Nofolleg vu pathogene Pilze nei landwirtschaftlech Nischen entwéckelt an nei Krankheeten, déi d'Kulturen zerstéieren, verursaacht. Dat bemierkenswäertst fir Lupinenbaueren an Ziichter war d'Optriede vun Anthracnose, verursaacht vum pathogene Pilz Colletotrichum lupini (Bondar) Nirenberg, Feiler & Hagedorn13. Dat bemierkenswäertst fir Lupinenbaueren an Ziichter war d'Optriede vun Anthracnose, verursaacht vum pathogene Pilz Colletotrichum lupini (Bondar) Nirenberg, Feiler & Hagedorn13. Наиболее примечательным для фермеров и селекционеров люпина было появление антракноза, вызванного патогного патогник (Bondar) Nirenberg, Feiler & Hagedorn13. Am bemierkenswäertsten fir Lupinenbaueren an Ziichter war d'Entstoe vun Anthracnose, verursaacht duerch de pathogene Pilz Colletotrichum lupini (Bondar) Nirenberg, Feiler & 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，它是由眀引人注目的是炭疽病的出现，它是由県它是由県它是由県(Bondar) Nirenberg, Feiler & Hagedorn13 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，它是由眀引人注目的是炭疽病的出现，它是由県它是由県它是由県(Bondar)嵵Haired.1 Наиболее поразительным для фермеров и селекционеров люпина является появление антракноза, вызываемого патогенты lupini (Bondar) Nirenberg, Feiler & Hagedorn13. Am opfällegsten fir Lupinenbaueren an Ziichter ass d'Entstoe vun Anthracnose, verursaacht vum pathogene Pilz Colletotrichum lupini (Bondar) Nirenberg, Feiler & Hagedorn13.Déi éischt Berichter iwwer d'Krankheet koumen aus Brasilien an den USA, mat typesche Symptomer, déi 1912 respektiv 1929 opgetruede sinn. No ongeféier 30 Joer gouf de Pathogen awer als Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Penz bezeechent. & Sacc., Teleomorph Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld. & Sacc., Teleomorph Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld. & Sacc., телеоморф Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld. & Sacc., Teleomorph vun der 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 в Целенаправленной морфологии. & Sacc., Glomerella cingulata (Stoneman) Spauld an gezielter Morphologie. & H. Schrenk,. & H. Schrenk, .an H. Schrenk. & H. 施伦克,. & H. 施伦克,.an H. Schlenk, .Virleefeg Krankheetsphänotypiséierung, déi Mëtt vum 20. Joerhonnert duerchgefouert gouf, huet e gewësse Resistenz an NLL- an giele Lupin- (L. luteus L.)-Accessiounen gewisen, awer all geteste wäiss Lupin- (L. albus L.)-Accessiounen ware ganz ufälleg15,16. Studien hunn gewisen, datt d'Entwécklung vun Anthracnose mat erhéichtem Nidderschlag (Loftfiichtegkeet) an Temperatur (am Beräich vun 12-28°C) verbonnen ass, wat zu enger Verletzung vun der Resistenz bei méi héijen Temperaturen17,18 féiert. Tatsächlech war d'Zäit, déi gebraucht gouf, fir datt Konidien germinéiere konnten an d'Krankheet ugefaangen huet, véiermol méi kuerz bei 24°C (4 Stonnen) wéi bei 12°C (16 Stonnen) ënner héijer Fiichtegkeet19. Dofir huet déi lafend global Erwiermung zu der Verbreedung vun Anthracnose gefouert. D'Krankheet gouf awer a Frankräich (1982) an an der Ukrain (1983) als Virleefer vun enger drohender Bedrohung observéiert, awer gouf anscheinend deemools vun der Lupinindustrie ignoréiert20,21. E puer Joer méi spéit huet sech dës verheerend Krankheet weltwäit verbreet an och grouss Lupinproduzéierend Länner wéi Australien, Polen an Däitschland betraff22,23,24. Nom Ausbroch vun Anthracnose Mëtt vun den 1990er Joren huet extensiv Screening zu der Identifikatioun vu verschiddene resistente Spender an NLL19-Prouwen gefouert. D'NLL-Resistenz géint Anthracnose gëtt vun zwou separaten dominanten Allelen kontrolléiert, déi a verschiddene Keimplasmaquellen fonnt ginn: Lanr1 an der Kultivar Tanjil a Wonga an AnMan an der Kultivar Mandalay25,26. Dës Allelen ergänzen déi molekular Marker, déi d'Auswiel vu resistentem Keimplasma a Zuchtprogrammer ënnerstëtzen25,26,27,28,29,30. Déi resistent Zuchtlinn 83A:476, déi den Lanr1-Allel gedroen huet, gouf mat der empfindlecher Wildlinn P27255 gekräizt, fir eng RIL-Populatioun ze kréien, déi sech op Anthracnose-Resistenz getrennt huet, wat et erméiglecht huet, de Lanr1-Locus dem Chromosom NLL-1131, 32, 33 zouzeweisen. D'Ausriichtung vu Linkage-Map-Markéierer vu flankéierende Resistenzloci bis Anthracnose mat engem genomesche Kader huet NLL d'Lag vun allen dräi Allelen um selwechte Chromosom (NLL-11) opgedeckt, awer a verschiddene Positiounen29,34,35. Wéinst der klenger Zuel vu RILen an dem groussen geneteschen Ofstand tëscht de Markéierer an den entspriechende Allelen kënnen awer keng zouverlässeg Conclusiounen iwwer hir zugronnleeënd Genen gezunn ginn. Op der anerer Säit ass d'Benotzung vun der Reverse-Genetik bei Lupinen schwéier wéinst hirem ganz niddrege Regeneratiounspotenzial, wat d'genetisch Manipulatioun komplizéiert mécht37.
D'Entwécklung vun domestizéiertem Keimplasma, dat dat gewënscht Allel am homozygoten Zoustand dréit, wéi zum Beispill 83A:476 (Lanr1) a Mandelup (AnMan), huet d'Dier opgemaach fir d'Studie vun der Anthracnose-Resistenz am Gesiicht vun der Präsenz vu géigneresche Kombinatioune vun Allelen a wëlle Populatiounen. Méiglechkeete vu molekulare Mechanismen. Vergläicht d'Ofwierreaktiounen, déi duerch spezifesch Genotypen generéiert ginn. Dës Studie huet déi fréi Transkriptom-Äntwert vun NLL op d'C. lupini-Impfung evaluéiert. Als éischt gouf e europäescht NLL-Keimplasma-Panel mat 215 Linnen mat molekulare Markéierer gescreent, déi d'Lanr1- an AnMan-Allelen markéieren. D'Anthracnose-Phenotypiséierung gouf dann op 50 NLL-Linnen duerchgefouert, déi virdru fir molekulare Markéierer ausgewielt goufen, ënner kontrolléierte Konditiounen. Baséierend op dësen Experimenter goufen véier Linnen, déi sech an der Anthracnose-Resistenz an der Lanr1/AnMan-Allel-Zesummesetzung ënnerscheeden, fir d'differentiell Ofwiergen-Genexpressionsprofiléierung mat zwou komplementäre Methoden ausgewielt: High-Throughput RNA-Sequenzéierung a Echtzäit-PCR-Quantifizéierung.
D'Screening vun engem Set vun NLL-Keimplasma (N = 215) mat de Marker Lanr1 (Anseq3 an Anseq4) an AnMan (Anseq4) an AnMan (AnManM1) huet gewisen, datt nëmmen eng Linn (95726, bei Salamanca-b) den "Resistenz"-Allel fir all Marker amplifizéiert, während "Präsenz vun 'empfindlechen' Allelen" de Proportioun vun alle Marker an 158 (~73,5%) Linnen fonnt huet. Dräizéng Linnen hunn zwee "resistent" Allelen vum Lanr1-Marker produzéiert, an 8 Linnen hunn "resistent" Allelen vum Lanr1-Marker produzéiert. Den "Resistenz"-Allel vum AnMan-Marker (Ergänzungstabell S1). Zwee Linnen ware heterozygot fir den Anseq3-Marker an eng heterozygot fir den AnManM1-Marker. 42 Linnen (19,5%) haten entgéintgesate Phasen vun den Anseq3- an Anseq4-Allelen, wat op eng héich Frequenz vu Rekombinatioun tëscht dësen zwou Loci hiweist. Anthracnose-Phenotypen ënner kontrolléierte Konditiounen (Zousätzlech Tabelle S2) hunn eng Variabilitéit an der Resistenz vun den geteste Genotypen opgedeckt, wat sech an der Schwéierkraaft vun der Anthracnose reflektéiert huet. D'Ënnerscheeder an den duerchschnëttleche Wäerter louchen tëscht 1,8 (mëttelméisseg resistent) a 6,9 (empfindlech) an d'Ënnerscheeder am Planzegewiicht louchen tëscht 0,62 (empfindlech) a 4,45 g (resistent). Et gouf eng signifikant Korrelatioun tëscht de Wäerter, déi an zwou Widderhuelunge vum Experiment observéiert goufen (0,51 fir d'Gravitéit vun der Krankheet, P = 0,00017 an 0,61 fir d'Gewiicht vun der Planz, P < 0,0001), souwéi tëscht dësen zwou Parameteren (−0,59 an −0,77, P < 0,0001). Et gouf eng signifikant Korrelatioun tëscht de Wäerter, déi an zwou Widderhuelunge vum Experiment observéiert goufen (0,51 fir d'Gravitéit vun der Krankheet, P = 0,00017 an 0,61 fir d'Gewiicht vun der Planz, P < 0,0001), souwéi tëscht dësen zwou Parameteren (−0,59 an −0,77, P < 0,0001). Выявлена ​​достоверная корреляция между значениями, наблюдаемыми an двух повторностях эксперимента (0,51 fir болезни, P = 0,00017 an 0,61 fir массы растения, P < 0,0001), a mir kënnen d'Zuel vun de moossnamen (-0,59,0, -0,59,0и) 0,0001). Eng bedeitend Korrelatioun gouf tëscht de Wäerter fonnt, déi an zwou Widderhuelunge vum Experiment observéiert goufen (0,51 fir d'Gravitéit vun der Krankheet, P = 0,00017 an 0,61 fir d'Gewiicht vun der Planz, P < 0,0001), souwéi tëscht dësen zwou Parameteren (- 0,59 an -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（疾病严重程度评分︌丌. 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。01)在 两 次 重复 实验 中 观察 的 值 之间 存在 相关性 （疾病 严重 为庈度 诟分为 0,51 ， p = 0,00017 ， 植物 为 为 0,61 ， p <0,0001） 以及 两 个 参数 丈刼鈼（（（，（，（，（，，，，，，） Vun 0.59 bis 0.59 UAH 0,59 bis 0,77, P < 0,0001). Наблюдалась значительная корреляция между значениями, наблюдаемыми в двух повторностях (оценколи тяжия 5, P. 5, P. = 0,00017 и масса растения 0,61, P <0,0001), a между этими двумя параметрами (-0,59 an -0,0001) 0,77, P <0,0. Et gouf eng signifikant Korrelatioun tëscht de Wäerter, déi am Duplikat observéiert goufen (Krankheetsschwéiergrad 0,51, P = 0,00017 a Planzegewiicht 0,61, P < 0,0001) an tëscht dësen zwou Parameteren (-0,59 an -0,0001) 0,77, P<0,0001. ).Typesch Symptomer, déi bei ufällege Planzen ze gesi sinn, sinn d'Knicken an d'Verdréie vum Stamm, déi enger "Schäferbou"-Struktur gläichen, gefollegt vun ovale Läsionen mat orange/rosa Sporozoiten (Ergänzungsfigur 1). Australesch Accessiounen, déi d'Lanr1- (83A:476 an Tanjil) an AnMan (Mandelup) Genen droen, si mëttelméisseg resistent, 0,0331 an 0,0036). E puer Linnen, déi och "resistent" Lanr1- an/oder AnMan-Allelen droen, weisen Symptomer vun der Krankheet.
Interessanterweis hunn e puer NLL-Linnen, déi kee "resistent" Marker-Allel haten, en héije Grad vun Anthracnose-Resistenz opgewisen (vergläichbar oder méi héich wéi fir Lanr1- oder AnMan-Genotypen), wéi zum Beispill Boregine (P-Wäert < 0,0001 fir béid Parameteren), Bojar (P-Wäert < 0,0001 fir de Score an 0,001 fir d'Planzegewiicht) a Populatioun B-549/79b (P-Wäert < 0,0001 fir de Score an net-signifikant fir d'Gewiicht). Interessanterweis hunn e puer NLL-Linnen, déi kee "resistent" Marker-Allel haten, en héije Grad vun Anthracnose-Resistenz opgewisen (vergläichbar oder méi héich wéi fir Lanr1- oder AnMan-Genotypen), wéi zum Beispill Boregine (P-Wäert < 0,0001 fir béid Parameteren), Bojar (P-Wäert < 0,0001 fir de Score an 0,001 fir d'Planzegewiicht) a Populatioun B-549/79b (P-Wäert < 0,0001 fir de Score an net-signifikant fir d'Gewiicht). Интересно, что несколько линий NLL, лишенных какого-либо «резистентного» маркерного аллеля, покасусаливый устойчивости к антракнозу (сопоставимый или более высокий, чем для генотипов Lanr1 или AnMan), таких как Boregine (zum 0,000) параметров), Bojar (fir P < 0,0001 fir оценки и 0,001 fir массы растения) a популяции B-549/79b (gebuer P <0,0001 fir оценки и незначимо для массы). Interessanterweis hunn e puer NLL-Linnen, déi kee 'resistent' Marker-Allel haten, en héije Resistenzniveau géint Anthracnose gewisen (vergläichbar mat oder méi héich wéi fir Lanr1- oder AnMan-Genotypen), wéi zum Beispill Boregine (P-Wäert < 0,0001 fir béid Parameteren), Bojar (P-Wäert < 0,0001 fir d'Evaluatioun an 0,001 fir d'Planzegewiicht) an d'Populatioun B-549/79b (P-Wäert < 0,0001 fir d'Evaluatioun an net signifikant fir d'Gewiicht).有趣的是，一些缺乏任何“抗性”标记等位基因的NLL 系显示出高水平的炧水平的炭疽1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 Et ass interessant, datt verschidde NLL-Systemer, déi keng "antigen" Marker hunn, en héije horizontalen Resistenz weisen (gläichwäerteg mat Lanr1- oder AnMan-Genen oder méi héich), wéi zum Beispill Boregine (béid Parameteren P < 0,0001), Bojar (P-Wäert < 0,0001, Planzegewiicht 0,001) a Stamm B-549/79b (P-Wäert < 0,0001, Gewiicht net signifikant). Интересно, что некоторые линии NLL, лишенные каких-либо маркерных аллелей «резистентности», покасазаливи устойчивости к антракнозу (сравнимые или выше, чем у генотипов Lanr1 или AnMan), такие как Boregine (значение P fir обоих,000пов), (gebuer P <0,0001, Maximum 0,001) a B-549/79b (P-Zënssaz <0,0001, масса незначительна). Interessanterweis hunn e puer NLL-Linnen, déi keng 'Resistenz'-Marker-Allelen haten, héich Niveaue vun Anthracnose-Resistenz gewisen (vergläichbar mat oder méi héich wéi Lanr1- oder AnMan-Genotypen), wéi zum Beispill Boregine (P-Wäert fir béid Parameteren <0,0001), Bojar (P-Wäert < 0,0001, Planzegewiicht 0,001) a Populatioun B-549/79b (P-Wäert < 0,0001, Gewiicht net signifikant).Dëst Phänomen weist op d'Méiglechkeet vun enger neier genetescher Quell vu Resistenz hin, wat de observéierte Manktem u Korrelatioun tëscht Markergenotypen a Krankheetsphenotypen erkläert (P-Wäerter vun ~0,42 bis ~0,98). Sou huet de Kolmogorov-Smirnov-Test gewisen, datt d'Donnéeën iwwer Anthracnose-Resistenz ongeféier normal verdeelt waren fir Scores (P-Wäerter 0,25 an 0,11) a Planzemass (P-Wäerter 0,47 an 0,55), wat drop hiweist, datt ech d'Hypothes opstellen, datt méi Allele wéi Lanr1 an AnMan involvéiert sinn.
Baséierend op de Resultater vum Anthracnose-Resistenzscreening goufen 4 Linnen fir d'Transkriptomanalyse ausgewielt: 83A:476, Boregine, Mandelup a Populatioun 22660. Dës Linnen goufen an Impfexperimenter duerch RNA-Sequenzéierung op Anthraxresistenz nei getest, virausgesat datt se déiselwecht waren wéi am viregten Test. D'Scorewäerter waren wéi follegt: Boregin (1,71 ± 1,39), 83A: 476 (2,09 ± 1,38), Mandelup (3,82 ± 1,42) a Populatioun 22660 (6,11 ± 1,29).
Den Illumina NovaSeq 6000 Protokoll huet am Duerchschnëtt 40,5 Mread-Pairen pro Prouf erreecht (29,7 bis 54,4 Mreads) (Zousätzlech Tabelle S3). D'Alignment-Scores an der Referenzsequenz louchen tëscht 75,5% an 88,6%. Déi duerchschnëttlech Korrelatioun vun den Lieszueldaten tëscht experimentellen Varianten tëscht biologesche Replikater louch tëscht 0,812 an 0,997 (Moyenne 0,959). Vun den 35.170 analyséierte Genen hunn 2917 keng Expressioun gewisen, an déi aner 4785 Genen goufen op engem vernoléissegbare Niveau expriméiert (Basisduerchschnëtt < 5). Vun den 35.170 analyséierte Genen hunn 2917 keng Expressioun gewisen, an déi aner 4785 Genen goufen op engem vernoléissegbare Niveau expriméiert (Basisduerchschnëtt < 5). Vun 35 170 проанализированных генов 2917 не проявляли экспрессии, а остальные 4785 генов экспрессировались уровне (базовое среднее <5). Vun den 35.170 analyséierte Genen hunn 2917 keng Expressioun gewisen, an déi reschtlech 4785 Genen goufen op engem vernoléissegbare Niveau expriméiert (Basisduerchschnëtt <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 Vun 35 170 проанализированных генов 2917 не экспрессировались, а остальные 4785 генов имели незначительную ( среднее значение <5). Vun den 35.170 analyséierte Genen goufen 2917 net expriméiert an déi reschtlech 4785 Genen haten eng vernoléissegbar Expressioun (Basisduerchschnëtt <5).Dofir war d'Zuel vun de Genen, déi während dem Experiment als expriméiert ugesi goufen (Basisduerchschnëtt ≥ 5), 27.468 (78,1%) (Zousätzlech Tabelle S4).
Vum éischten Zäitpunkt un hunn all NLL-Linnen op d'Inokulatioun vu C. lupini (Stamm Col-08) reagéiert andeems se den Transkriptom nei programméiert hunn (Tabell 1), awer et goufen signifikant Ënnerscheeder tëscht de Linnen observéiert. Sou huet d'Resistenzlinn 83A:476 (mat dem Lanr1-Gen) eng signifikant Transkriptom-Reprogramméierung beim éischten Zäitpunkt (6 hpi) gewisen, mat enger 31-69-facher Erhéijung vun der Zuel vun isoléierten Up- an Down-Genen am Verglach mat aneren Zäitpunkten zu dësem Zäitpunkt. Zousätzlech war dëse Peak kuerzlieweg, well d'Expressioun vun nëmmen e puer Genen beim zweeten Zäitpunkt (12 hpi) signifikant verännert bliwwen ass. Interessanterweis huet Boregine, dat och en héije Resistenzniveau am Transplantattest gewisen huet, während dem Experiment keng sou massiv transkriptionell Reprogramméierung duerchgemaach. D'Zuel vun den differenziell expriméierte Genen (DEG) war awer déiselwecht fir Boregine an 83A:476 bei 12 HPI. Souwuel Mandelup wéi och d'Populatioun 22660 hunn DEG-Peak um leschten Zäitpunkt gewisen (48 l/s), wat op eng relativ Verspéidung vun den Ofwierreaktiounen hiweist.
Well 83A:476 eng massiv Transkriptom-Reprogramméierung als Äntwert op C. lupini bei 6 HPI am Verglach mat all anere Linnen duerchgemaach huet, waren ~91% vun den DEGs, déi zu dësem Zäitpunkt observéiert goufen, lineagespezifesch (Fig. 1). Wéi och ëmmer, et gouf eng gewëssen Iwwerlappung an den fréien Äntwerten tëscht de Studienlinnen, well 68,5%, 50,9% an 52,6% DEG a Boregine, Mandelup a Populatioun 22660 sech mat deenen iwwerlappt hunn, déi an 83A:476 zu bestëmmten Zäitpunkten fonnt goufen. Wéi och ëmmer, dës DEGs hunn nëmmen e klengen Deel (0,97–1,70%) vun allen DEGs ausgemaach, déi de Moment mat 83A:476 detektéiert ginn. Zousätzlech waren 11 DEGs aus alle Linnen zu dësem Zäitpunkt kohärent (Ergänzungstabellen S4-S6), dorënner gemeinsam Komponenten vun de Planzenofwierreaktiounen: Lipidtransferprotein (TanjilG_32225), Endoglucan-1,3-β-Glucosid-Enzym (TanjilG_23384), zwee stressinduzéierbar Proteinen wéi SAM22 (TanjilG_31528 an TanjilG_31531), basisch Latexprotein (TanjilG_32352) an zwee glycinräich strukturell Zellwandproteinen (TanjilG_19701 an TanjilG_19702). Et gouf och eng relativ héich Iwwerlappung an den Transkriptomreaktiounen tëscht 83A:476 a Boregine bei 24 HPI (total 16-38% DEG) an tëscht Mandelup a Populatioun 22660 bei 48 HPI (total 14-20% DEG).
Venn-Diagramm weist d'Zuel vun den differenziell expriméierten Genen (DEG) a schmuelbliederege Lupinen (NLL)-Linnen, déi mat Colletotrichum lupini (Stamm Col-08, deen 1999 aus Lupinfelder zu Wierzhenice, Polen, gewonnen gouf) geimpft goufen. Déi analyséiert NLL-Linnen waren: 83A:476 (resistent, drot den Lanr1-Allel), Boregine (resistent, geneteschen Hannergrond onbekannt), Mandelup (mëttelméisseg resistent, drot den AnMan-Allel) a Populatioun 22660 (ganz ufälleg). D'Ofkierzung hpi steet fir Stonnen no der Impfung. Nullwäerter goufen ewechgeholl fir de Grafik ze vereinfachen.
De Set vun iwwerexpriméierte Genen bei 6 hpi gouf op d'Präsenz vu kanonesche R-Gendomänen analyséiert (Zousätzlech Tabelle S7). Dës Studie huet d'Transkriptominduktioun vu klassesche Krankheetsresistenzgenen mat NBS-LRR-Domänen nëmmen bei 83A:476 opgedeckt. Dëse Set bestoung aus engem TIR-NBS-LRR-Gen (tanjilg_05042), fënnef CC-NBS-LRR-Genen (tanjilg_06165, tanjilg_06162, tanjilg_22773, tanjilg_22640, an tanjilg_16162), a véier NBS-LR, Tanjilg_16162), a véier NBS-LRRE (tanjilg_16162) souwéi véier NBS-Lrr (tanjilg_16162) a véier NBS-LRR (TANJILG_16162). All dës Genen hunn kanonesch Domänen, déi a konservéierte Sequenzen arrangéiert sinn. Nieft den NBS-LRR-Domängenen goufen och e puer RLL-Kinasen no 6 Stonnen aktivéiert, nämlech eng a Boregine (TanjilG_19877), zwou a Mandelup (TanjilG_07141 an TanjilG_19877) an an der Populatioun 22660 (TanjilG_09014 an TanjilG_10361) an zwou an 83A 27:476.
Genen mat signifikant verännerter Expressioun als Äntwert op d'Inokulatioun mat C. lupini (Stamm Col-08) goufen enger Genontologie (GO)-Anreicherungsanalyse ënnerworf (Ergänzungstabell S8). De meescht iwwerrepresentéierte biologesche Prozessbegrëff war "GO:0006952 defensive response", deen a 6 vun 16 (Zäit × Linn) Kombinatioune mat héijer Bedeitung (P-Wäert < 0,001) opgetrueden ass (Fig. 2). De meescht iwwerrepresentéierte biologesche Prozessbegrëff war "GO:0006952 defensive response", deen a 6 vun 16 (Zäit × Linn) Kombinatioune mat héijer Bedeitung (P-Wäert < 0,001) opgetrueden ass (Fig. 2). Наиболее часто чрезмерно представленным термином биологического процесса был «GO: 0006952 защитный», появлялся в 6 bis 16 (время × линия) комбинаций с высокой значимостью (gebuer P <0,001) (Ris. 2). De meescht iwwerrepresentéierte biologesche Prozessbegrëff war 'GO:0006952 defense response', deen a 6 vun 16 (Zäit × Lineage) Kombinatioune mat héijer Bedeitung (P-Wäert < 0,001) opgetrueden ass (Fig. 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）. De representativste biologesche Prozessbegrëff ass "GO:0006952 defensive response", deen a 6 vun den 16 (时间×线) Kombinatioune virkënnt, mat héijer Signifikanz (P-Wäert < 0,001) (图2). Наиболее часто чрезмерно представленным термином биологического процесса был «GO: 0006952 Defense Response», косторвыв 16 vun 16 комбинаций (время × линия) с высокой значимостью (значение P <0,001) (рис. 2). De meescht iwwerrepresentéierte biologesche Prozessbegrëff war 'GO:0006952 Defense Response', deen a 6 vun 16 Kombinatiounen (Zäit × Linn) mat héijer Bedeitung (P-Wäert < 0,001) opgetrueden ass (Fig. 2).Dësen Term war zu zwou Zäitpunkten an 83A iwwerrepresentéiert: 476 a Boregine (6 an 24 hpi) an zu engem Zäitpunkt a Mandelup a Populatioun 22660 (12 respektiv 6 hpi). Dëst ass en erwaart Resultat, dat d'Antifungsreaktioun vun de resistente Linnen ervirhieft. Zousätzlech huet 83A:476 op C. lupini reagéiert andeems se séier Genen induzéiert huet, déi mam oxidativen Ausbroch zesummenhänken, deen duerch den Term "GO:0055114 Redoxprozess" representéiert gëtt, wat op eng spezifesch Ofwierreaktioun hiweist, während Boregine spezifesch Ofwierreaktiounen opgedeckt huet, déi mam Term 'GO' zesummenhänken. :0006950 Stressreaktioun“. D'Populatioun 22660 huet déi horizontal Resistenzreaktioun mat sekundäre Metabolitten aktivéiert, wat déi exzessiv Zuel vun den Termen „GO:0016104 Prozess vun der Triterpenbiosynthese“ a „GO:0006722 Prozess vum Triterpenmetabolismus“ ervirhieft (béid Terme gehéieren zum selwechte Set vu Genen). Ënner Berécksiichtegung vun de Resultater vun der GO-Termanreicherungsanalyse louch d'Stabilitéit vun der Mandelup-Reaktioun tëscht Boregine a Populatioun 22660. Zousätzlech enthalen déi fréi Reaktioun 83A:476 (6 hpi) an déi verzögert Reaktioun Mandelup a Populatioun 22660 den Term GO:0015979 'Fotosynthese' an aner verwandte biologesch Prozesser.
D'Bioprozess-Genontologie-Begrëffer, déi an der Annotatioun vun differentiell expriméierte Genen während den Transkriptom-Äntwerte vun der schmuelbliedereger Lupin (NLL) ausgewielt goufen, déi mat Anthrax-Lupin (Col-08-Stamm, deen 1999 aus Lupinfelder zu Wierzhenice, Polen, gewonnen gouf) geimpft gouf, sinn staark iwwerdriwwen. Déi analyséiert NLL-Linnen waren: 83A:476 (resistent, drot dat homozygot Lanr1-Allel), Boregine (resistent, onbekannte geneteschen Hannergrond), Mandelup (mëttelméisseg resistent, drot dat homozygot AnMan-Allel) a Populatioun 22660 (empfindlech).
Well dës Studie drop abzielt, Genen z'identifizéieren, déi zu Anthracnose-Resistenz bäidroen, goufen d'Genen, déi den Termen GO "GO: 0006952 Defensive responses" an "GO: 0055114 Redox processes" zougewise goufen, mat Cut-offs analyséiert, well d'Basisduerchschnëtter ≥ 30 mat op d'mannst enger Linn × Zäitpunkt kombinéiert sinn, déi statesch signifikant Wäerter vu log2 (Fal Change) kombinéieren. D'Zuel vun de Genen, déi dës Critèren erfëllt hunn, war 65 fir GO:0006952 a 524 fir GO:0055114.
83A:476 huet zwou DEG-Peaken opgedeckt, déi mam Begrëff GO:0006952 annotéiert waren, déi éischt bei 6 Genen pro Zoll (64 Genen, Op- an Ofreguléierung) an déi zweet bei 24 Genen pro Zoll (15 Genen, nëmmen Opreguléierung). Boregine huet och gewisen, datt GO:0006952 zur selwechter Zäit hire Peak erreecht huet, awer mat manner DEG (11 an 8) an enger preferentieller Aktivéierung. De Mandeloop huet zwou Peaken vu GO:0006952 bei 12 an 48 HPI gewisen, béid mat 12 Genen (déi éischt mat aktivéierende Genen, an déi zweet nëmme mat suppressiven Genen), während d'Populatioun vun 22660 bei 6 HPI (13 Genen) eng méi grouss Iwwerleeënheet vun der Erhéijungs-Peakreguléierung hat. Et sollt een feststellen, datt 96,4% vun der GO:0006952 DEG an dëse Peaken déiselwecht Aart vun Äntwert haten (erop oder erof), wat op eng bedeitend Iwwerlappung an den Ofwierreaktiounen hiweist, trotz Ënnerscheeder an der Zuel vun de bedeelegte Genen. Déi gréisst Grupp vu Sequenzen, déi mam Begrëff GO:0006952 zesummenhänken, kodéiert de Starvation Stress-Associated Message Protein 22 (SAM22-ähnlech), deen zu der Klass 10 Pathogenese-assoziéierter Protein (PR-10) Proteinklad an dem Kärproteinlatex gehéiert. ähnlecht (MLP-ähnlecht) Protein) Protein (Fig. 3). Déi zwou Gruppen hunn sech an der Natur vun der Expressioun an der Richtung vun der Äntwert ënnerscheet. D'Genen, déi SAM22-ähnlech Proteinen kodéieren, hunn eng konsequent an signifikant Induktioun zu fréie Zäitpunkten (6 oder 12 hpi) gewisen a ware generell net reaktiounsfäeg um Enn vum Experiment (48 hpi), während MLP-ähnlech Proteinen Koordinatioun no 6 hpi gewisen hunn. hpi. 83A:476 a Mandelup bei 48 hp/in, bal all aner Datenpunkten ware net reaktiounsfäeg. Zousätzlech hunn Ënnerscheeder an den Expressiounsprofiler vu SAM22-ähnleche Proteingenen der observéierter Variabilitéit an der Anthracnose-Resistenz gefollegt, well méi resistent Linnen méi Zäitpunkten haten, déi dës Genen signifikant induzéiert hunn, wéi méi empfindlech Genen. En anert LlR18A/B-ähnlecht PR-10-Gen huet e ganz ähnlecht Expressiounsmuster wéi dat SAM22-ähnlecht Proteingen gewisen.
Déi wichtegst Komponente vum biologesche Prozessbegrëff "GO:0006952 Defense Response" an d'Expressiounsmuster vu Kandidategenen vun den Lanr1- an AnMan-Allelen goufen identifizéiert. D'Log2-Skala representéiert Log2-Wäerter (Falwechsel) tëscht geimpften (Colletotrichum lupini, Stamm Col-08, gewonnen aus Lupinfelder, Wizhenica, Polen, 1999) a Kontrollplanzen (Sham-impft) zum selwechten Zäitpunkt. Déi folgend schmuelbliedereg Lupinlinne goufen analyséiert: 83A:476 (resistent, drot dat homozygot Lanr1-Allel), Boregine (resistent, geneteschen Hannergrond onbekannt), Mandelup (mëttelméisseg resistent, drot dat homozygot AnMan-Allel) a Populatioun 22660 (empfindlech).
Zousätzlech goufen d'Expressiounsprofile vun den RNA-seq-Kandidatgenen Lanr1 (TanjilG_05042) an AnMan (TanjilG_12861) evaluéiert (Fig. 3). Den TanjilG_05042-Gen huet eng bedeitend Äntwert (Aktivéierung) bei 83A:476 nëmmen um éischten Zäitpunkt (6 hpi) gewisen, während TanjilG_12861 zu Mandeloop nëmmen zu zwee Zäitpunkten bedeitend war: 6 hpi (Downreguléierung) an 24 hpi (6 hpi). Mat.). justierbar) ).
Déi am meeschten iwwerexpriméiert Genen am Term GO:0055114 "Redoxprozess" ware Genen, déi Cytochrom P450 Proteinen a Peroxidase kodéieren (Fig. 4). Fir Proben, déi aus 83A:476 bei 6 HPI isoléiert goufen, goufen maximal oder minimal Log2 (Falännerung) Wäerter (fir 86,6% vun de Genen) allgemeng tëscht geimpfte a Kontrollplanzen observéiert, wat déi héich Reaktioun vun dësem Genotyp op d'Gesellschaft vum Impfstoff ervirhieft. 83A:476 huet déi bedeitendst GO: 0055114 DEG bei 6 hpi (503 Genen) gewisen, während déi aner Linnen bei 48 hpi (Boregine, 31 Genen; Mandelup, 85 Genen; a Populatioun 22660, 78 Genen)) observéiert goufen. An de meeschte Genen vun der GO:0055114 Famill goufen zwou Zorte vu Reaktiounen op d'Impfung (Aktivéierung an Inhibitioun) observéiert. Interessanterweis sinn bis zu 97,6% vun den DEGs, déi fir den Term GO: 0055114 zu Mandelupe bei 48 hp identifizéiert goufen. Dës Observatioune suggeréieren, datt, trotz der däitlech méi klenger Skala (dh d'Zuel vun de mutéierte Redoxgenen, 85 géint 503), d'Muster vun de verzögerte Transkriptom-Äntwerte vu Mandeloup op Anthracnose ähnlech ass wéi déi fréi Äntwert vun 83A:476. A Boregine a Populatioun 22660 ass dës Konvergenz méi niddreg mat 51,6% respektiv 75,6%.
D'Muster vun der Expressioun vun den Haaptkomponenten vum Begrëff vum biologesche Prozess "GO:0055114 Redoxprozess" goufen opgedeckt. D'Log2-Skala representéiert Log2-Wäerter (Fachännerung) tëscht geimpften (Colletotrichum lupini, Stamm Col-08, gewonnen aus Lupinfelder, Wizhenica, Polen, 1999) a Kontrollplanzen (Sham-impft) zum selwechten Zäitpunkt. Déi folgend schmuelbliedereg Lupinlinne goufen analyséiert: 83A:476 (resistent, drot dat homozygot Lanr1-Allel), Boregine (resistent, geneteschen Hannergrond onbekannt), Mandelup (mëttelméisseg resistent, drot dat homozygot AnMan-Allel) a Populatioun 22660 (empfindlech).
83A:476 Transkriptomesch Äntwerten op d'Impfung mat C. lupini (Stamm Col-08) hunn och d'koordinéiert Stillschalten vu Genen abegraff, déi dem Term GO:0015979 "Fotosynthese" an anere verwandte biologesche Prozesser zougeschriwwe ginn (FIG. 5). Dëse GO:0015979 DEG-Set huet 105 Genen enthale, déi bei 6 hpi bei 83A:476 signifikant ënnerdréckt waren. An dëser Ënnergrupp waren och 37 Genen zu Mandelup bei 48 HPI an 35 zum selwechten Zäitpunkt an der 22660 Populatioun erofreguléiert, dorënner 19 DEGs, déi béide Genotypen gemeinsam sinn. Keng DEGs, déi mam Term GO: 0015979 zesummenhänken, goufen a kenger Kombinatioun signifikant aktivéiert (Linn x Zäit).
D'Muster vun der Expressioun vun den Haaptkomponenten vum Begrëff vum biologesche Prozess "GO:0015979 Photosynthese" goufen opgedeckt. D'Log2-Skala representéiert Log2-Wäerter (Fachännerung) tëscht geimpften (Colletotrichum lupini, Stamm Col-08, gewonnen aus Lupinfelder, Wizhenica, Polen, 1999) a Kontrollplanzen (Sham-impft) zum selwechten Zäitpunkt. Déi folgend schmuelbliedereg Lupinlinne goufen analyséiert: 83A:476 (resistent, drot dat homozygot Lanr1-Allel), Boregine (resistent, geneteschen Hannergrond onbekannt), Mandelup (mëttelméisseg resistent, drot dat homozygot AnMan-Allel) a Populatioun 22660 (empfindlech).
Baséierend op de Resultater vun der differentieller Expressiounsanalyse a vermutlecher Bedeelegung un Ofwierreaktiounen géint pathogen Pilze, gouf dëse Set vu siwe Genen fir d'Quantifizéierung vun den Expressiounsprofiler duerch Echtzäit-PCR ausgewielt (Ergänzungstabell S9).
De mutmassleche Proteingen TanjilG_10657 gouf an allen ënnersichte Linnen an Zäitpunkten am Verglach mat Kontroll- (imitéierende) Planzen signifikant induzéiert (Ergänzungs-Tabellen S10, S11). Zousätzlech huet den Expressiounsprofil vun TanjilG_10657 am Laf vum Experiment fir all Linnen eng zouhuelend Tendenz gewisen. D'Populatioun 22660 huet déi héchst Empfindlechkeet vun TanjilG_10657 fir d'Impfung mat enger 114-facher Aktivéierung an dem héchste relative Expressiounsniveau (4,4 ± 0,4) bei 24 HPI gewisen (Fig. 6a). De PR10 LlR18A Proteingen TanjilG_27015 huet och eng Aktivéierung iwwer all Linnen an Zäitpunkten gewisen, mat statistescher Signifikanz bei de meeschte Datenpunkten (Fig. 6b). Ähnlech wéi TanjilG_10657 gouf den héchste relative Expressiounsniveau vun TanjilG_27015 an der geimpfter Populatioun mat 22660 bei 24 HPI (19,5 ± 2,4) observéiert. Den Säureendochitinase-Gen TanjilG_04706 war an alle Linnen an zu all Zäitpunkten ausser Boregine 6 hpi signifikant eropreguléiert (Fig. 6c). Et gouf beim éischten Zäitpunkt (6 HPI) bei 83A:476 staark induzéiert (ëm 10,5-facht) an ass an anere Linnen moderat eropgaang (ëm 6,6-7,5-facht). Wärend dem Experiment ass d'Expressioun vun TanjilG_04706 op ähnlechen Niveauen an 83A:476 a Boregine bliwwen, während se a Mandelup a Populatioun 22660 signifikant eropgaang ass a relativ héich Wäerter erreecht huet (5,9 ± 1,5 respektiv 6,2 ± 1,5). Den Endoglucan-1,3-β-Glukosidase-ähnleche Gen TanjilG_23384 huet eng héich Aktivatioun un den éischten zwee Zäitpunkten (6 an 12 hpi) an alle Linnen ausser der Populatioun 22660 gewisen (Fig. 6d). Déi héchst relativ Expressiounsniveauen vun TanjilG_23384 goufen um zweete Zäitpunkt (12 hpi) zu Mandelup (2,7 ± 0,3) an 83A:476 (1,5 ± 0,1) observéiert. Bei 24 HPI war d'TanjilG_23384 Expressioun relativ niddreg an allen ënnersichte Linnen (vun 0,04 ± 0,009 bis 0,44 ± 0,12).
Expressiounsprofile vun ausgewählten Genen (ag), déi duerch quantitativ PCR opgedeckt goufen. D'Zuelen 6, 12 an 24 representéieren d'Stonnen no der Impfung. D'LanDExH7- a LanTUB6-Genen goufen fir d'Normaliséierung benotzt an LanTUB6 gouf fir d'Inter-Serie-Kalibrierung benotzt. Fehlerbalken representéieren d'Standardofwäichung baséiert op dräi biologesche Replikater, déi all den Duerchschnëtt vun dräi technesche Replikater sinn. Déi statistesch Bedeitung vun den Ënnerscheeder an den Expressiounsniveauen tëscht den geimpfte Planzen (Colletotrichum lupini, Stamm Col-08, déi 1999 aus dem Lupinenfeld zu Wierzenica, Polen, gewonnen goufen) a Kontrollplanzen (Scheiwenimpfungen) sinn iwwer den Datenpunkten markéiert (*P-Wäert < 0,05, **P-Wäert ≤ 0,01, ***P-Wäert ≤ 0,001). Déi statistesch Bedeitung vun den Ënnerscheeder an den Expressiounsniveauen tëscht den geimpfte Planzen (Colletotrichum lupini, Stamm Col-08, déi 1999 aus dem Lupinenfeld zu Wierzenica, Polen, gewonnen goufen) a Kontrollplanzen (Scheiwenimpfungen) sinn iwwer den Datenpunkten markéiert (*P-Wäert < 0,05, **P-Wäert ≤ 0,01, ***P-Wäert ≤ 0,001). Статистическая значимость различий в уровнях экспрессии между инокулированными (Colletotrichum lupini, штамм Col-08. поля люпина в Верженице, Польша) и контрольными (ложно инокулированными) растениями отмечена надический (*Zeechnen) 0,05, P ≤ 0,01, *** P ≤ 0,001). Statistesch signifikant Ënnerscheeder an den Expressiounsniveauen tëscht geimpfte (Colletotrichum lupini, Stamm Col-08, gewonnen am Joer 1999 aus engem Lupinenfeld zu Wierzhenice, Polen) a Kontrollplanzen (Sham-impfungen) sinn iwwer den Datenpunkten notéiert (*P-Wäert < 0,05, **P-Wäert ≤ 0,01, ***P-Wäert ≤ 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繰标记在繰捈0,05, **P 值≤ 0,01, ***P 值≤ 0,001).接种 （colletotrichum lupini ， color-08 株 ， 1999 年 波兰 波兰 wierzenica 的 羽扇 获得） 撌 鯹煤秉 缈水平 差异 的 统计学 显着性 标记 数据点 上方*p 值 <0.05, **P ≤ 0.01, ***P ≤ 01) 。. Статистически значимые различия в уровнях экспрессии между инокулированными (Colletotrichum lupini, штамм Col-08, пойный люпина в Верженице, Польша, в 1999 г. Zënssaz P < 0,05, ** P-Zesummenhang ≤ 0,01, ***P-Zënsen ≤ 0,001). Statistesch signifikant Ënnerscheeder an den Expressiounsniveauen tëscht geimpfte (Colletotrichum lupini, Stamm Col-08, gewonnen aus Lupinfelder zu Verzhenice, Polen, am Joer 1999) a Kontrollplanzen (Sham-impfungen) sinn iwwer den Datenpunkten notéiert (*P-Wäert < 0,05, **P-Wäert ≤ 0,01, ***P-Wäert ≤ 0,001).Déi analyséiert NLL-Linnen waren: 83A:476 (resistent, droen dat homozygot Lanr1-Allel), Mandelup (mëttelméisseg resistent, droen dat homozygot AnMan-Allel), Boregine (resistent, onbekannte geneteschen Hannergrond) a Populatioun 22660 (empfindlech).
De Kandidatgen TanjilG_05042 um Lanr1-Locus huet e markant anert Expressiounsmuster gewisen am Verglach mat de Profiler, déi aus RNA-seq-Studien kritt goufen (Fig. 6e). Eng bedeitend Aktivéierung vun dësem Gen gouf bei Mandelup an der 22660-Populatioun observéiert (bis zu 39,7 respektiv 11,7 Mol), wat zu relativ héijen Expressiounsniveauen gefouert huet (bis zu 1,4 ± 0,14 respektiv 7,2 ± 1,3). 83A:476 huet och eng gewëssen Upreguléierung vum TanjilG_05042-Gen gewisen (bis zu 3,8 Mol), awer déi relativ erreecht Expressiounsniveauen (0,044 ± 0,002) ware méi wéi 30 Mol méi niddreg wéi déi, déi bei Mandelup an der 22660-Populatioun observéiert goufen. Analyséiert mat qPCR hunn signifikant Ënnerscheeder an den Expressiounsniveauen tëscht Genotypen a Mock-geimpfte (Kontroll-) Varianten gewisen, mat engem 58-fachen Ënnerscheed tëscht de Populatiounen 22660 an 83A:476, souwéi tëscht de Populatiounen 22660 an 22660. En duebelen Ënnerscheed gouf tëscht Boregine a Mandalup erreecht.
De Kandidatgen um AnMan-Locus, TanjilG_12861, gouf als Äntwert op d'Impfung an 83A:476 a Mandelup aktivéiert, war neutral an der 22660-Populatioun a war a Boregine erofreguléiert (Fig. 6f). Déi relativ Expressioun vum TanjilG_12861-Gen war am héchsten am geimpften 83A:476 (0,14 ± 0,01). Den 17,4 kDa Klass I Hëtzeschockproteingen TanjilG_05080 HSP17.4 huet méi niddreg relativ Expressiounsniveauen an allen ënnersichte Stämm an Zäitpunkten gewisen (Fig. 6g). Deen héchste Wäert gouf bei 24 HPI an der 22660-Populatioun observéiert (0,14 ± 0,02, eng aachtfache Erhéijung als Äntwert op d'Impfung).
E Verglach vun de Genexpressionsprofiler (Fig. 7) huet eng héich Korrelatioun tëscht TanjilG_10657 a véier anere Genen opgedeckt: TanjilG_27015 (r = 0,89), TanjilG_05080 (r = 0,85), TanjilG_05042 (r = 0,80) an TanjilG_04706 (r = 0,79). Sou Resultater kéinten op eng Koreguléierung vun dëse Genen während Ofwierreaktiounen hiweisen. D'TanjilG_12861- an TanjilG_23384-Genen hunn ënnerschiddlech Expressionsprofiler mat méi niddrege Pearson-Korrelatiounskoeffizientwäerter (vun 0,08 bis 0,43 respektiv -0,19 bis 0,28) am Verglach mat anere Genen gewisen.
Korrelatiounen tëscht Genexpressionsprofile goufen mat quantitativer PCR detektéiert. Déi folgend schmuelbliedereg Lupinlinne goufen analyséiert: 83A:476 (resistent, droen den homozygoten Lanr1-Allel), Mandelup (mëttelméisseg resistent, droen den homozygoten AnMan-Allel), Boregine (resistent, geneteschen Hannergrond onbekannt) a Populatioun 22660 (empfindlech). Dräi Zäitpunkte goufen berechent (6, 12 an 24 Stonnen no der Impfung), dorënner geimpft (Colletotrichum lupini, Stamm Col-08, gewonnen aus Lupinfelder zu Wierzhenice, Polen, am Joer 1999) a Kontrollplanzen (Sham-impft). D'Skala weist de Wäert vum Pearson-Korrelatiounskoeffizient.
Baséierend op Donnéeën, déi mat 6 Päerdstärke pro Zoll kritt goufen, gouf eng WGCNA op 9981 DEG duerchgefouert, déi identifizéiert goufen andeems geimpfte a Kontrollplanzen verglach goufen, fir sech op fréi Ofwierreaktiounen ze konzentréieren (Zousätzlech Tabelle S12). Zweeanzwanzeg Genmoduler (Cluster) goufen mat korreléierten (positiven oder negativen) Expressiounsprofiler tëscht Genotypen an experimentellen Varianten fonnt. Am Duerchschnëtt sinn d'Genexpressionsniveauen an der Reiefolleg 83A:476 > Mandelup > Boregine > Populatioun 22660 erofgaang (a béide Varianten war dësen Trend awer méi staark a Kontrollplanzen). Am Duerchschnëtt sinn d'Genexpressionsniveauen an der Reiefolleg 83A:476 > Mandelup > Boregine > Populatioun 22660 erofgaang (a béide Varianten war dësen Trend awer méi staark a Kontrollplanzen). В среднем уровни экспрессии генов снижались в порядке 83A:476 > Mandelup > Boregine > Populatioun 22660 (в обоих вариантах, вариантах) тенденция была сильнее у контрольных растений). Am Duerchschnëtt sinn d'Genexpressionsniveauen an der Gréisstenuerdnung 83A:476 > Mandelup > Boregine > Populatioun 22660 erofgaang (a béide Varianten war dësen Trend awer méi staark a Kontrollplanzen).平均而言，基因表达水平按83A:476 > Mandelup > Boregine > Populatioun 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> Populatioun 22660 的 顺序 下降 （， 県 眨在 在 植物 中 更）。。。。。。。。。。... В среднем уровни экспрессии генов снижались в ряду 83A:476 > Mandelup > Boregine > Populatioun 22660 (однако в обоианхтаэ была сильнее у контрольных растений). Am Duerchschnëtt sinn d'Genexpressionsniveauen an der Serie 83A:476 > Mandelup > Boregine > Populatioun 22660 erofgaang (awer a béide Varianten war dësen Trend méi staark a Kontrollplanzen).D'Impfung huet zu enger Opreguléierung vun der Genexpression gefouert, besonnesch an de Moduler 18, 19, 14, 6 an 1 (an ofsteigender Reiefolleg vum Effekt), negativer Reguléierung (z.B. Moduler 9 an 20) oder mat neutralen Effekter (z.B. Moduler 11, 22, 8 an 13). D'GO-Term-Beräicherungsanalyse (Ergänzungstabell S13) huet "GO: 0006952 Schutzantworten" fir de geimpfte Modul (18) mat maximaler Aktivéierung opgedeckt, inklusiv Genen, déi duerch qPCR analyséiert goufen (TanjilG_04706, TanjilG_23384, TanjilG_10657 an TanjilG_27015), souwéi vill vun den am meeschten ënnerdréckte Fotosynthesemoduler (9) vum Inokulat. De Konzentrator vum Modul 18 (Fig. 8) gouf als den TanjilG_26536-Gen identifizéiert, deen de PR-10-ähnlechen LlR18B-Protein kodéiert, an de Konzentrator vum Modul 9 gouf als den TanjilG_28955-Gen identifizéiert, deen de Photosystem II PsbQ-Protein kodéiert. E Kandidat fir d'Anthracnose-Resistenzgen Lanr1, TanjilG_05042, gouf am Modul 22 (Fig. 9) fonnt a gëtt mat den Termen "GO:0044260 Cellular macromolecular metabolic processes" an "GO:0006355 Transcriptional regulation, DNA templating" assoziéiert, déi den TanjilG_01212-Hub droen. D'Gen kodéiert den Hëtzestress-Transkriptiounsfaktor A-4a (HSFA4a).
Gewiichtete Netzwierkanalyse vun der Gen-Koexpressioun vu Moduler mat iwwerrepresentéierte biologesche Prozesstermen "GO: 0006952 Defense responses". D'Ligatioun gouf vereinfacht fir déi véier Genen ze beliichten, déi duerch qPCR analyséiert goufen (TanjilG_04706, TanjilG_23384, TanjilG_10657 an TanjilG_27015).
Gewiichtete Netzwierkanalyse vun der Gen-Koexpressioun vun engem Modul mat engem iwwerrepresentéierte biologesche Prozessterm "GO: 0006355: Transkriptiounsreguléierung, DNA-Templatéierung" an engem Kandidat-Anthracnose-Resistenzgen Lanr1 TanjilG_05042. D'Ligatioun gouf vereinfacht fir den TanjilG_05042-Gen an den zentralen TanjilG_01212-Gen ze isoléieren.
En Screening op Anthracnose-Resistenz, deen an Australien gesammelt gouf, huet gewisen, datt déi meescht vun den fréi erausbruechte Kultivaren empfindlech waren; Kalya, Coromup a Mandelup goufen als mëttelresistent beschriwwen, während Wonga, Tanjil an 83A:476 als héichresistent beschriwwe goufen26,27,31. haten datselwecht Resistenzallel, dat Lanr1 bezeechent gouf, a Coromup a Mandelup haten en anert Allel, dat AnMan10,26,39 bezeechent gouf, während Kalya en anert Allel, Lanr2, weiderginn huet. E Screening op Anthracnose-Resistenz an Däitschland huet zu der Identifikatioun vun enger resistenter Linn Bo7212 mat engem anere Kandidat-Allel wéi Lanr1, dat LanrBo36 bezeechent gouf, gefouert.
Eis Studie huet eng ganz niddreg Frequenz (ongeféier 6%) vum Lanr1-Allel am geteste Keimplasma opgedeckt. Dës Observatioun entsprécht de Resultater vum Screening vun osteuropäeschem Keimplasma mat den Anseq3- an Anseq4-Marker, déi gewisen hunn, datt den Lanr1-Allel nëmmen an zwou wäissrussesche Linnen präsent ass. Dëst weist drop hin, datt den Lanr1-Allel nach net wäit verbreet vu lokale Zuchtprogrammer benotzt gëtt, am Géigesaz zu Australien, wou et ee vun de Schlësselallelen fir markergestëtzt Zucht ass. Dëst kéint op dat méi niddregt Resistenzniveau vum Lanr1-Allel ënner europäesche Feldbedingungen am Verglach zum australesche Bericht zeréckzeféieren sinn. Zousätzlech hunn Studien iwwer Anthracnose a Regiounen mat héijem Reen an Australien gewisen, datt Resistenzreaktiounen, déi vum Lanr1-Allel vermittelt ginn, net effektiv bei Wiederkonditiounen sinn, déi de Wuesstum an déi séier Entwécklung vum Pathogen favoriséieren19,42. Tatsächlech goufen an der aktueller Studie och e puer Symptomer vun Anthracnose a Genotypen observéiert, déi den Lanr1-Allel droen, wat drop hiweist, datt d'Resistenz ënner optimale Konditioune fir d'Entwécklung vu C. lupini verschwannen kann. Zousätzlech si falsch-positiv Interpretatioune vun der Präsenz vun den Anseq3- an Anseq4-Marker méiglech, déi ongeféier 1 cM vum Lanr1-Locus ewech sinn 28,30,43.
Eis Studie huet gewisen, datt 83A:476, deen den Lanr1-Allel gedroen huet, op d'C. lupini-Inokulatioun mat groussflächeger Transkriptom-Reprogramméierung beim éischten analyséierten Zäitpunkt (6 hpi) reagéiert huet, während bei Mandelup, deen den AnMan-Allel gedroen huet, transkriptomesch Äntwerten vill méi spéit observéiert goufen (vun 24 bis 48 hp). Dës zäitlech Variatiounen an den Ofwierreaktiounen sinn mat Ënnerscheeder an de Krankheetssymptomer assoziéiert, wat d'Wichtegkeet vun der fréicher Erkennung vu Pathogenen fir eng erfollegräich Äntwert op Resistenz ënnersträicht. Fir Planzegewebe z'infizéieren, mussen Anthrax-Sporen verschidde Entwécklungsstadien op der Uewerfläch vum Wirt duerchlafen, dorënner Keimung, Zelldeelung a Bildung vun engem Appressorium. En Unhang ass eng infektiéis Struktur, déi sech un d'Uewerfläch vum Wirt uschléisst an d'Penetratioun an d'Wirtgewebe erliichtert. Sou hunn d'Sporen vu C. gloeosporioides am Ierbsenextrakt déi éischt Deelung vum Zellkär no 75-90 Minutte Inkubatioun, d'Bildung vun engem Keimröhrchen no 90-120 Minutten an d'Suppressioun no 4 Stonnen gewisen. D'Mango C. gloeosporioides huet no 3 Stonnen Inkubatioun eng Konidiekeimung vu méi wéi 40% an eng Bildung vun Apressoren no 4 Stonnen gewisen. De virulenz-assoziéierte CAP20-Gen vu C. gloeosporioides huet eng Transkriptiounsaktivitéit an epiphytbildende Konidien no 3,5 Stonnen Inkubatioun an Avocado-Uewerflächenwachs mat héije Konzentratioune vu CAP20-Protein no 4 Stonnen 46 Minutten gewisen. Ähnlech gouf d'Aktivitéit vu Melanin-Biosynthese-Genen a C. trifolii während enger 2-Stonne-Inkubatioun induzéiert, gefollegt vun der Bildung vun engem Appressorium no 1 Stonn. Studien u Blatgewebe hunn gewisen, datt Äerdbieren, déi mat C. acutatum geimpft goufen, eng éischt Ënnerdréckung no 8 Stonnen per Dag hunn, während Tomaten, déi mat C. coccodes geimpft goufen, eng éischt Ënnerdréckung no 4 Stonnen per Dag hunn48,49, wat gréisstendeels mat der Zäitskala vum infektiöse Prozess vu Colletotrichum spp. iwwereneestëmmt. Schnell Ofwierreaktiounen op 83A:476 suggeréieren d'Bedeelegung vu Planzeresistenz- a Effektor-ausgeléister Immunitéit (ETI) Genen an dëser Linn, während d'verzögert Reaktiounen vum Mandelup d'Hypothes vun der mikroassoziéierter molekulare Muster-ausgeléister Immunitéit (MTI) ënnerstëtzen 50. Fréi Reaktiounen op 83A: 476 a Mandelup. Déi deelweis Iwwerlappung tëscht erop- oder erofreguléierte Genen an der verzögerter Reaktioun ënnerstëtzen och dëst Konzept, well ETI dacks als eng beschleunegt an verstäerkt MTI-Reaktioun ugesi gëtt, déi an engem programméierten Zelltod um Site vun der Infektioun kulminéiert, bekannt als anaphylaktesche Schock 51,52.
Déi meescht Genen, déi dem iwwerrepresentéierte Begrëff Gene Ontology GO:0006952 "Defense Response" zougeschriwwe ginn, sinn déi 11 Homologe vum stressinduzéierte Fasting Message 22 Protein (ähnlech wéi SAM22) an de siwe wichtegste Latexprotein-ähnlechen (MLPs). -ähnlech Proteinen 31, 34, 43 an 423 hunn eng Sequenzähnlechkeet gewisen. SAM22-ähnlech Genen hunn eng bedeitend Aktivatioun gewisen, déi méi laang gedauert huet, an erhéicht Niveauen vun Anthracnose-Resistenz gewisen hunn (83A:476 a Boregine). Wéi och ëmmer, MLP-ähnlech Genen goufen nëmmen a Linnen erofreguléiert, déi den Kandidat-Resistenzallel droen (83A:476/Lanr1 bei 6 hpi a Mandelup/AnMan bei 24 hpi). Et sollt bemierkt ginn, datt all identifizéiert SAM22-ähnlech Homologe vun engem Gencluster stamen, deen ongeféier 105 kb erstreckt, während MLP-ähnlech Genen aus separate Regioune vum Genom stamen. Eng koordinéiert Aktivatioun vun esou SAM22-ähnleche Genen gouf och an eiser viregter Studie iwwer NLL-Resistenz géint Diaporthetoxica-Inokulatioun fonnt, wat drop hiweist, datt si an den horizontalen Komponenten vun der Ofwierreaktioun involvéiert sinn. Dës Conclusioun gëtt och ënnerstëtzt duerch Berichter iwwer eng positiv Reaktioun vun SAM22-ähnleche Genen op Verletzungen oder Behandlung mat Salicylsäure, Pilzinduktoren oder Waasserstoffperoxid.
Et gouf gewisen, datt MLP-ähnlech Genen op verschidde abiotesch a biotesch Stressfaktoren reagéieren, dorënner bakteriell, viral a pathogen Pilzinfektiounen a ville Planzenaarten55. D'Reaktiounsrichtung op bestëmmt Interaktiounen tëscht Planzen a Pathogenen huet vun enger staarker Erhéijung (dh während engem Befall vu Kotteng mat Verticillium dahliae) bis zu enger bedeitender Ofsenkung (dh no enger Infektioun vum Apelbam mat Alternaria spp.)56,57 gereecht. Eng bedeitend Downreguléierung vum MLP-ähnlechen 423-Gen gouf während der Avocado-Verteidegung géint F. niger-Infektioun a während der Infektioun vum Apelbam Botryosphaeria berengeriana f. cn. piricola an Alternaria alternata sinn Apelpathotypen58,59 observéiert. Zousätzlech haten Apelkalli, déi den MLP-ähnlechen 423-Gen iwwerexpriméieren, eng méi niddreg Expressioun vu Resistenzassoziéierte Genen a ware méi ufälleg fir Pilzinfektiounen59. No Fusarium oxysporum f gouf den MLP-ähnlechen 423-Gen och am resistente Keimplasma vu Bounen ënnerdréckt. cn. Bouneninfektioun 60.
Aner Memberen vun der PR-10 Famill, déi an eiser RNA-seq Studie identifizéiert goufen, waren d'Genen LlR18A an LlR18B als Äntwert op d'Upreguléierung, souwéi dat upreguléiert (1 Gen) oder downreguléiert (3 Genen) Gen fir de Lipidtransferprotein DIR1. Zousätzlech beliicht d'WGCNA dat LlR18B Gen als Zentrum an dësem Modul, dat héich ufälleg fir Impfung ass a verschidde Schutzantwortgenen dréit. D'Genen LlR18A an LlR18B goufen a giele Lupinblieder als Äntwert op pathogen Bakterien induzéiert, souwéi an NLL-Stämm no der D. toxica-Inokulatioun, während den Homolog vun dëse Genen, RSOsPR10, séier duerch eng Pilzinfektioun induzéiert gouf, déi wahrscheinlech am Jasmonsäuresignalwee involvéiert ass53,61, 62. Dat DIR1 Gen kodéiert net spezifesch Lipidtransportproteinen, déi fir den Ufank vun der systemescher erwuerbener Resistenz (SAR) erfuerderlech sinn. Mat der Entwécklung vu Schutzreaktiounen gëtt dat DIR1 Protein vum Infektiounszentrum duerch de Phloem transportéiert fir SAR an entfernten Organer ze induzéieren. Interessanterweis gouf den TanjilG_02313 DIR1-Gen beim éischten Zäitpunkt an de Linnen 84A:476 an der Populatioun 22660 signifikant induzéiert, awer Anthracnose-Resistenz huet sech nëmmen an der Linn 84A:476 erfollegräich entwéckelt. Dëst kéint op eng Subfunktionaliséierung vum DIR1-Gen an NLL hiweisen, well déi dräi verbleiwen Homologen nëmmen an der Linn 83A:476 mat 6 hpi op d'Impfung reagéiert hunn, an dës Äntwert no ënnen geriicht war.
An eiser Studie waren déi heefegst Komponenten, déi dem biologesche Prozess mam Numm "GO:0055114 Redox-Prozess" entspriechen, Cytochrom P450-Protein, Peroxidase, Linolsäure 9S-/13S-Lipoxygenase an 1-Aminocyclopropan-1-carboxylsäureoxidase. Zousätzlech definéiert eis WGCNA den HSFA4a-Homolog als en Hub, deen Moduler wéi de Lanr1-Resistenzgenkandidat TanjilG_05042 dréit. HSFA4a ass eng Komponent vun der Redox-ofhängeger Reguléierung vun der nuklearer Transkriptioun a Planzen.
Cytochrom P450 Proteine ​​sinn Oxidoreduktasen, déi NADPH- an/oder O2-ofhängeg Hydroxyléierungsreaktiounen am primären a sekundäre Metabolismus katalyséieren, dorënner de Metabolismus vu Xenobiotika, souwéi Hormonen, Fettsaieren, Sterolen, Zellwandkomponenten, Biopolymeren an d'Biosynthese vu Schutzverbindungen 69. An eiser In a Studie gouf d'Variabilitéit an der Planzezytochrom P450 Funktioun vu -10,6 log2 (Fachännerung) op 5,7 reduzéiert wéinst enger grousser Zuel vun verännerten Homologen (37) an Ënnerscheeder an den Äntwertmuster tëscht spezifesche Genen, wat eng Opwäertsrevisioun reflektéiert. Nëmmen RNA-Seq-Daten ze benotzen fir déi potenziell biologesch Funktioun vun den NLL-Genen an enger sou grousser Protein-Superfamill ze klären, wier héich spekulativ. Et ass awer derwäert ze bemierken, datt verschidde Cytochrom P450 Genen mat enger erhéichter Resistenz géint pathogen Pilze oder Bakterien assoziéiert sinn, dorënner e Bäitrag zu allergesche Reaktiounen 69,70,71.
Klass III Peroxidasen si multifunktionell Planzenenzymer, déi un enger breeder Palette vu metabolesche Prozesser während dem Planzewuesstum an der Entwécklung bedeelegt sinn, souwéi als Äntwert op Ëmweltstress wéi Salzgehalt, Dréchent, héich Liichtintensitéit an Ugrëff vu Pathogenen72. Peroxidasen si bedeelegt un der Interaktioun vu verschiddene Planzenaarten mat Anthracis, dorënner Stylosanthes humilis a C. gloeosporioides, Lens culinaris a C. truncatum, Phaseolus vulgaris a C. lindemuthianum, Cucumis sativus a C. lagenarium73,74,75,76. D'Äntwert ass ganz séier, heiansdo souguer bei 4 HPI, ier de Pilz an d'Planzegewebe penetréiert73. De Peroxidase-Gen huet och op d'D. toxica NLL-Inokulatioun reagéiert. Zousätzlech zu hiren typesche Funktiounen fir den oxidativen Ausbroch ze reguléieren oder oxidativen Stress ze eliminéieren, kënne Peroxidasen de Pathogenwuesstum stéieren andeems se kierperlech Barrièren op Basis vun der Zellwandverstäerkung während der Lignifikatioun, Ënnereenheeten oder der Vernetzung vu spezifesche Verbindungen schafen. Dës Funktioun kann in silico dem TanjilG_03329-Gen zougeschriwwe ginn, dat eng mutmasslech Lignin-bildend Anionperoxidase kodéiert, déi an eiser Studie an der 83A:476-resistenter Linn bei 6 HPI signifikant eropreguléiert war, awer net an anere Stämm an Zäitpunkten, déi net reagéiert hunn.
D'9S-/13S-Lipoxygenase vu Linolsäure ass den éischte Schrëtt am oxidativen Wee vun der Lipidbiosynthese78. D'Produkter vun dësem Wee hunn verschidde Funktiounen an der Planzeverteidegung, dorënner d'Stäerkung vun der Zellwand duerch d'Bildung vu Kallose- an Pektinoflagerungen, an d'Reguléierung vum oxidativen Stress duerch d'Produktioun vu reaktive Sauerstoffspezies79,80,81,82,83. An der aktueller Studie war d'Expressioun vu Linolsäure 9S-/13S-Lipoxygenase an alle Stämm verännert, awer an der empfindlecher Populatioun 22660 huet sech zu verschiddenen Zäitpunkten eng Upreguléierung duerchgesat, während et a Stämm, déi resistent Lanr1 an den AnMan-Allel droen, d'Diversifikatioun vun der Oxylipin-Schicht a schützende Anthrax-Reaktiounen tëscht dëse Genotypen ënnersträicht.
Den Homolog vun der 1-Aminocyclopropan-1-carboxylatoxidase (ACO) war signifikant eropreguléiert (9 Genen) oder erofreguléiert (2 Genen), wéi en mat Lupin geimpft gouf. Mat zwou Ausnamen sinn all dës Äntwerten bei 6 hp bei 83A:476 opgetrueden. Déi enzymatesch Reaktioun, déi duerch ACO-Proteinen vermittelt gëtt, ass de geschwindegkeetsbegrenzende Schrëtt an der Ethylenproduktioun a gëtt dofir staark reguléiert84. Ethylen ass en Planzenhormon, dat eng Vielfalt vu Rollen bei der Reguléierung vun der Planzenentwécklung a bei der Reaktioun op abiotesch a biotesch Stressbedingungen spillt. D'Induktioun vun der ACO-Transkriptioun an d'Aktivéierung vum Ethylen-Signalwee si bedeelegt un der Erhéijung vun der Resistenz vum Räis géint de hemibiotrophe Pilz oryzae oryzae, andeems d'Produktioun vu reaktive Sauerstoffspezies a Phytoalexine reguléiert gëtt. E ganz ähnleche Blatinfektiounsprozess, deen tëscht M. oryzae a C. lupini88,89 fonnt gouf, virum Hannergrond vun enger bedeitender Upreguléierung vun ACO-Homologen an der 83A:476-Linn, déi an dëser Studie beschriwwe gouf, verännert d'Méiglechkeet, Resistenz géint NLL-Anthracnose Ethylen, e zentralen Signalschratt a molekulare Weeër, ze vermëttelen.
An der aktueller Studie gouf eng groussskaleg Ënnerdréckung vu ville Genen, déi mat der Fotosynthese verbonne sinn, bei 6 hpi an 83A:476 a bei 48 hpi zu Mandeloop an der Populatioun vun 22660 observéiert. Den Ausmooss an d'Progressioun vun dësen Ännerungen ass proportional zum Niveau. An dësem Experiment gouf eng Anthracnose-Resistenz observéiert. Viru kuerzem gouf eng staark a fréi Ënnerdréckung vu Fotosynthese-bezogenen Transkripten a verschiddene Modeller vu Planz-Pathogen-Interaktiounen, dorënner pathogen Bakterien a Pilze, gemellt. Haste (vun 2 HPI a verschiddenen Interaktiounen) a global Ënnerdréckung vu Genen, déi mat der Fotosynthese als Reaktioun op Infektioun verbonne sinn, kënnen d'Planzenimmunitéit ausléisen, baséiert op der Asaz vu reaktive Sauerstoffspezies an hirer Interaktioun mam Salicylsäurewee fir allergesch Reaktiounen ze vermëttelen 90,94.
Schlussendlech enthalen d'Verteidegungsmechanismen, déi fir déi resistentst Linn (83A:476) virgeschloe ginn, eng séier Erkennung vu Pathogenen duerch den R-Gen (wahrscheinlech TIR-NBS-LRR TanjilG_05042) an eng duerch allergesch Reaktiounen verursaachte Salicylsäure- an Ethylensignalgebung, gefollegt vun der Etabléierung vun enger laangfristeger SAR. D'Aktioun gëtt vum DIR-1 Protein ënnerstëtzt. Et sollt een drop hiweisen, datt d'biotrophesch Period fir eng C. lupini-Infektioun ganz kuerz ass (ongeféier 2 Deeg), gefollegt vun engem nekrotesche Wuesstum95. Den Iwwergank tëscht dëse Stadien kann mat Nekrose an Expressioun vun Ethylen-induzéierbare Proteinen assoziéiert sinn, déi als Ausléiser fir Iwwerempfindlechkeetsreaktiounen a Wirtsplanzen handelen. Dofir ass d'Zäitfenster fir eng erfollegräich Erfaassung vu C. lupini am biotrophe Stadium ganz enk. D'Reprogramméierung vu Genen, déi mat Redox a Fotosynthese assoziéiert sinn, déi an 83A:476 bei 6 hpi observéiert gouf, ass konsequent mat der Progressioun vu Pilzhyphen a verkënnegt d'Entwécklung vun enger erfollegräicher Schutzreaktioun am biotrophe Stadium. Déi transkriptomesch Äntwerte vu Mandelup an der 22660-Populatioun kéinte ze verspéit sinn, fir de Pilz z'erfaassen, ier op nekrotescht Wuesstum ëmgeet. Allerdéngs kéint Mandelup méi effektiv sinn ewéi d'22660-Populatioun, well déi relativ séier Reguléierung vum PR-10-Protein den horizontalen Widderstand fërdert.
ETI, ugedriwwe vum kanonesche R-Gen, schéngt e gemeinsame Mechanismus fir Bounenresistenz géint Anthracnose ze sinn. Sou gëtt am Modelllegummin Medicago truncatula d'Resistenz géint Anthracnose vum RCT1-Gen iwwerdroen, e Member vun der TIR-NBS-LRR97 Planz-R-Genklass. Dëst Gen vermëttelt och eng breetspektrum Anthracnoseresistenz an der Alfalfa wann et op ufälleg Planzen iwwerdroe gëtt. An der normaler Boun (P. vulgaris) goufen bis elo méi wéi zwee Dosen Anthracnose-Resistenzgenen identifizéiert. E puer vun dëse Genen ginn a Regiounen fonnt, déi kanonesch R-Genen feelen, awer vill aner sinn um Rand vu Chromosomen lokaliséiert, déi den NBS-LRR-Gencluster droen, dorënner TIR-NBS-LRRs99. Déi genomwäit SSR-Studie huet och d'Associatioun vum NBS-LRR-Gen mat Anthracnose-Resistenz an der normaler Boun bestätegt. Dat kanonescht R-Gen gouf och an der genomescher Regioun fonnt, déi de wichtegste Locus vun der Anthracnose-Resistenz an der wäisser Lupin 101 dréit.
Eis Aarbecht weist, datt eng direkt Resistenzreaktioun, déi an engem fréie Stadium vun der Planzeninfektioun aktivéiert gëtt (am léifsten net méi spéit wéi 12 Liewensjoer pro Joer), d'Lupin mat schmuel Blieder effektiv virun Anthracnose schützt, déi vum pathogene Pilz Collelotrichum lupini verursaacht gëtt. Mat Hëllef vun High-Throughput-Sequenzéierung hu mir ënnerschiddlech Expressiounsprofile vun Anthracnose-Resistenzgenen an NLL-Planzen demonstréiert, déi vun de Resistenzgenen Lanr1 an AnMan vermittelt ginn. Eng erfollegräich Verteidegung beinhalt d'suergfälteg Design vun de Genen fir Proteinen, déi un Redox, Fotosynthese a Pathogenese bedeelegt sinn, bannent Stonnen nom éischte Kontakt vun der Planz mat engem Pathogen. Ähnlech Schutzreaktiounen, awer mat Verspéidung an der Zäit, si vill manner effektiv fir Planzen viru Krankheeten ze schützen. Anthraxresistenz, déi vum Lanr1-Gen vermittelt gëtt, gläicht der typescher schneller Äntwert vum R-Gen (Effektor-ausgeléist Immunitéit), während den AnMan-Gen héchstwahrscheinlech eng horizontal Äntwert liwwert (Immunitéit, déi duerch e mikrobeassoziéiert molekulare Muster ausgeléist gëtt), wat e mëttelméissegen Niveau vun Nohaltegkeet bitt.
Déi 215 NLL-Linnen, déi fir d'Screening op Anthracnose-Marker benotzt goufen, bestoungen aus 74 Kultivaren, 60 Linnen, déi duerch Kräizung oder Zucht gewonnen goufen, 5 Mutanten a 76 wëllen oder originelle Keimplasmen. D'Linnen koumen aus 17 Länner, haaptsächlech aus Polen (58), Spuenien (47), Däitschland (27), Australien (26), Russland (19), Wäissrussland (7), Italien (5) an anere Linnen aus 10 Länner. De Set enthält och Referenzresistente Linnen: 83A:476, Tanjil, Wonga mat dem Lanr1-Allel, a Mandelup mat dem AnMan-Allel. D'Linnen goufen aus der European Lupine Genetic Resource Database kritt, déi vun der Poznań Plant Breeding Ltd., Wiatrowo, Polen, ënnerhale gëtt (Ergänzungstabell S1).
D'Planze goufen ënner kontrolléierte Konditioune geziicht (Fotoperiod 16 Stonnen, Temperatur 25°C am Dag an 18°C ​​an der Nuecht). Zwee biologesch Replikater goufen analyséiert. DNA gouf aus dräi Wochen ale Blieder mat dem DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen, Hilden, Däitschland) no dem Protokoll isoléiert. D'Qualitéit an d'Konzentratioun vun der isoléierter DNA goufen duerch spektrophotometresch Methoden bewäert (NanoDrop 2000; Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA). Den AnManM1-Marker, deen den Anthracnose-Resistenzgen AnMan (ofgeleet vum cv. Mandelup) markéiert, an d'Marker Anseq3 an Anseq4, déi de Gen Lanr1 (ofgeleet vum cv. Tanjil) flankéieren, goufen analyséiert 11,26,28. Homozygoten fir den resistente Allel goufen als "1", empfindlech - als "0" an Heterozygoten - als 0,5 bewäert.
Baséierend op de Resultater vum Screening fir d'Marker AnManM1, AnSeq3 an AnSeq4 an der Disponibilitéit vu Somen fir déi lescht Follow-up Experimenter, goufen 50 NLL-Linnen fir d'Phenotypiséierung vun der Anthracnose-Resistenz ausgewielt. D'Analyse gouf am Duplikat an engem computergesteierten Treibhaus mat enger 14-Stonne-Fotoperiod mat engem Temperaturberäich vun 22°C am Dag an 19°C an der Nuecht duerchgefouert. D'Somen ginn virum Säen gekraazt (d'Somehüll op der anerer Säit vum Embryo mat enger schaarfer Klingen ofgeschnidden), fir eng Somenrost ze verhënneren, well d'Somehüll ze haart ass, an fir eng eenheetlech Keimung ze garantéieren. D'Planze goufen a Poten (11 × 11 × 21 cm) mat steriler Äerd (TS-1 REC 085 Medium Basic, Klasmann-Deilmann Polska, Warschau, Polen) ugebaut. D'Inokulatioun gouf mam Colletotrichum lupini Col-08 Stamm duerchgefouert, deen 1999 aus de Stämm vu schmuelbliederege Lupinenplanzen ugebaut gouf, déi op engem Feld zu Verzhenitsa, Grousspolen (52° 27′ 42″ N 17° 04′ 05″ O) ugebaut goufen. Beschafft Iech eng Fläch. D'Isolaten goufen 21 Deeg laang an engem SNA-Medium bei 20° C ënner schwaarzem Liicht kultivéiert, fir d'Sporulatioun ze induzéieren. Véier Wochen no der Aussaat, wéi d'Planzen de 4-6-Blatstadium erreecht haten, gouf d'Inokulatioun duerch Sprëtzen mat enger Suspension vu Konidien an enger Konzentratioun vun 0,5 x 106 Konidien pro ml duerchgefouert. No der Inokulatioun goufen d'Planzen 24 Stonnen am Däischteren bei enger Fiichtegkeet vu ronn 98% an enger Temperatur vun 25°C gehalen, fir d'Keimung vu Konidien an den Infektiounsprozess ze erliichteren. D'Planze goufen dann ënner enger 14-Stonne-Fotoperiod bei 22°C Dag/19°C Nuecht a 70% Loftfiichtegkeet ugebaut. De Krankheetsscore gouf 22 Deeg no der Impfung gemaach a louch vun 0 (immun) bis 9 (ganz ufälleg), ofhängeg vun der Präsenz oder dem Feele vun nekrotesche Läsionen op Stengelen a Blieder. Zousätzlech gouf no der Scorebeurteilung d'Gewiicht vun de Planzen gemooss. D'Bezéiungen tëscht Markergenotypen a Krankheetsphenotypen goufen als Punkt-Zwee-Sequenz-Korrelatiounen berechent (Feele vun heterozygote Marker an der Rei vu Linnen fir d'Analyse vum Anthracnose-Resistenzphenotyp).