基于BSR-seq和Iso-seq技术绘制藏青稞（hulless barley）大麦叶条病抗性图谱

《BMC Genomics》：Mapping barley leaf stripe resistence in Tibetan hulless barley based on BSR-seq and Iso-seq

　　

摘要

背景

大麦叶条病（BLS）是一种由Pyrenophora graminea引起的常见真菌病害，主要发生在裸大麦（Qingke）上。一旦发生叶条病，将严重影响裸大麦的产量和品质。

结果

本研究以抗病品种Kunlun14（KL14）和感病品种Z1141为材料，分析了在大麦叶条病（BLS）感染前后叶片中的病害指数、可溶性蛋白含量、相对电导率、脯氨酸（Pro）含量、丙二醛（MDA）含量及叶绿素含量（CC）的变化。感染后，Z1141组的病害发生率和严重程度均显著高于KL14组。通过对亲本及F₂代群体（Z1141×KL14）的抗性和感病材料进行BSR-seq分析，发现了三个候选基因区域：5H染色体上的一个位点（648,449,784个碱基对（bp）和一个区间（659.7–668.0 Mb），以及6H染色体上的一个区间（12.1–16.3 Mb）。通过Isoform测序（Iso-seq）技术，分析了KL14和Z1141在感染P. graminea前后的叶片差异表达基因（DEGs），共鉴定出3,126个差异表达基因。结合BSR-seq和Iso-seq数据的综合分析，并通过qRT-PCR验证和功能注释，确定了HvWAK和HvRGA为潜在的抗病基因。表达分析显示，这两个基因的表达水平在感染P. graminea后的第七周达到峰值，且Z1141中的转录激活时间早于KL14。

结论

本研究通过生理反应分析和抗病基因的鉴定，探讨了裸大麦对P. graminea的抗性机制。研究结果不仅有助于深入理解植物-病原体相互作用机制，还为利用分子标记辅助选育抗BLS的裸大麦品种提供了宝贵的遗传资源基础，并对关键候选基因HvWAK和HvRGA的功能进行了研究。