N6-甲基腺苷(m6A)全转录组分析大豆对大豆孢囊线虫亲和性和非亲和性反应揭示了非寄主抗性的特异m6A修饰参与大豆-大豆孢囊线虫的互作
大豆孢囊线虫(Soybean cyst nematode, SCN; Heterodera glycines)是世界范围内最具破坏性的大豆病原物之一。研究大豆-SCN互作机制对提出新的病害防控策略、培育抗大豆孢囊线虫病的大豆新品种具有重要实践意义。SCN侵染可诱导大豆的多个差异基因上调或下调表达。然而,差异基因表达变化的调控机制在很大程度上仍未被探索。N6 -甲基腺苷(m6A)甲基化是最广泛存在的mRNA修饰之一,在植物响应病原物侵染过程中发挥重要的转录重编程的调控作用。然而,在大豆对SCN的亲和性和非亲和性反应中是否也存在m6A甲基化对差异基因的表达调控作用尚未明确。为此,本研究首先明确了大豆品种Williams 82 对SCN race 3具有敏感性(亲和性反应),但对SCNT(大豆孢囊线虫烟草群体)存在非寄主抗性(非亲和性反应);其次通过液相色谱-串联质谱法检测了m6A/A比率。结果表明,与亲和性反应相比,m6A甲基化整体水平在非亲和性反应中显著升高;在此基础上,通过N6-甲基腺苷(m6A)全转录组比较了大豆对SCN的亲和性和非亲和性反应的差异。在非亲和性反应中,差异修饰m6A峰(differentially modified m6A peaks, DMPs)和差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)的数量均显著增多;在亲和反应和非亲和反应中,分别存在133和194个差异表达基因的m6A甲基化修饰水平也表现出差异显著性 (我们将这些基因称为DMDs)。亲和反应中的DMDs显著富集在玉米素生物合成、植物-病原互作、糖酵解/糖异生和醚脂质代谢途径,且与植物-病原互作途径相关的DMDs表达量下调最多;而与SCNT侵染的非亲和反应中仅叶酸生物合成通路被显著富集,且该通路的DMDs表达量上调最多。综上所述,本研究首次明确了大豆-SCN互作中存在m6A甲基化修饰,且m6A全转录组在大豆和SCN的亲和和非亲和反应中存在差异。研究结果为大豆-SCN的非寄主抗性反应在转录后修饰水平上的调控机制提供了新的见解,对提高大豆抗SCN育种有重要应用价值。
本研究利用RNA测序技术,分析和比较了SA处理前后梨果实的转录表达谱。在SA处理12 h和24 h后,分别有159个和419个基因表达水平发生显著改变。在这些差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)中,有125个基因在2个处理时间点均存在差异表达,被鉴定为可能与SA调控果实成熟衰老有关的候选基因。这些DEGs主要与植物激素的生物合成与代谢、细胞壁代谢与修饰、抗氧化系统和衰老相关转录因子等有关。此外,通过实时定量PCR(qRT-PCR)进一步验证了SA处理后梨果实中几种候选DEGs的表达。本研究有助于加深对SA调控梨果实成熟衰老综合机制的认识。