基于WGCNA的刺葡萄抗白腐病关键基因的发掘

【目的】葡萄白腐病是危害最严重的病害之一,不同的葡萄种质对白腐病的抗性存在差异。在前期的研究中筛选到了1份抗病种质刺葡萄0941,该种质为中国野生葡萄,具有耐湿热、抗病性强的特点。旨在通过转录组测序和WGCNA筛选,挖掘刺葡萄抗白腐病关键基因。【方法】以抗病的刺葡萄0941(Vd)和感病的欧亚种美人指(Vv)为试材,通过室内接菌,设置0 h、24 h、48 h三个时间点,研究病原菌诱导下感病和抗病种质的基因表达差异,筛选出抗病基因,并利用qRT-PCR进行验证。【结果】根据|Log2Fold Change|≥2和p≤0.05的筛选条件,在0 h、24 h、48 h抗病品种刺葡萄和感病品种美人指之间筛选到差异表达基因分别有5266、4725、4653个。其中上调基因数分别为1737、1788、1727个,下调基因数为3529、2937、2926个;进一步对这些差异基因进行GO和KEGG富集分析,发现了具有防御反应、跨膜运输和一些植物激素信号转导等功能的基因或者通路。为了明确不同品种葡萄果实抗病之间的调控网络,进行了WGCNA分析,得到7个基因模块,筛选出2个与抗病高度相关的关键的模块并且通过hub基因分析明确模块内基因的互作网络关系,鉴定出2个类黄酮代谢相关基因、2个植物激素信号转导相关基因以及2个hub基因,并且通过荧光定量验证其表达情况与转录组数据一致。【结论】获得了刺葡萄与美人指响应白腐病侵染的差异表达基因,并显著富集在防御反应、跨膜运输和一些植物激素信号转导等通路,筛选出6个抗病候选基因,包括F3’5’H、EIN和MYB等。

葡萄遗传图谱构建与抗病QTL定位研究进展

葡萄在生长发育过程中易遭受多种病原菌的侵染,影响果实品质和产量,制约葡萄产业的发展。生产中多采用杀菌剂对病原菌进行防治,增加了投资成本,且会对环境造成污染,因此培育高品质抗病品种对葡萄生产具有重要意义。葡萄抗病性为多基因控制的数量性状,QTL定位是研究数量性状的一种有效方法,遗传图谱的构建是检测QTLs和克隆基因的基础。多年来,研究人员通过构建遗传图谱鉴定了一系列霜霉病、白粉病、皮尔斯病等抗性遗传位点,同时,根据抗性位点的基因组区域,开发了多个连锁标记,并应用到葡萄抗病性遗传研究中,加速了葡萄的育种进程。对葡萄遗传连锁图谱的构建和抗病相关QTL定位研究进展进行了综述,分析了目前研究中存在的问题并提出建议,为今后葡萄抗病基因定位和分子标记辅助选择育种提供借鉴。