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水稻(Oryza sativa L.)是最重要的粮食作物之一,也是世界1/2以上人口的主食。但由真菌Magnaporthe Oryzae侵染引起的稻瘟病可以造成水稻的大幅度减产,严重时甚至颗粒无收。水稻稻瘟病广泛的分布在温带和热带水稻种植区。虽然对抗性基因的遗传研究已经进行了数十年,但选育出具有广谱抗性的水稻新品种的研究仍未见报道。其重要原因是人们尚未完全了解稻瘟病菌对水稻的侵染机制。本文以感病亲本品种C039及其抗病近等基因系C101LAC、C101A51、C101PKT和C105TTP-4L23(简称CN-1、CN-2、CN-4a和CN-4b)为材料,以稻瘟病菌高毒力生理小种GUY11为胁迫因子,应用RNA-seq技术,分析稻瘟病菌GUY11侵染下各NILs品种中的基因差异表达,取得如下研究结果。1.基因差异表达分析表明在GUY11侵染24h,供试5个抗病NILs品种中的差异表达基因(DEGs)明显多于感病亲本C039,且相同DEG只有3个。而在侵染的48h下,供试6个品种相同差异表达基因的数量增多,说明不同水稻品种在GUY11侵染24h时分子应激的表现不同,到侵染的48h相同趋多,进一步反映是稻瘟病菌侵染24h是水稻应激防御的关键期。2.GO富集分析表明,在5个抗病NILs中的DEGs有16个共同的GO term富集,包括胁迫应激、光合作用、次级代谢等。同时,在高抗品种CN-4b的DEGs有82isoforms,远多于其他4个NILs品种.而且也在CN-4b中发现了若干个起重要作用的上调表达基因,如LOC_Os04g56910.3.对重要基因家族分析表明,GUY11侵染下感病亲本C039中的WAK基因未见差异表达,但在5个NILs中均检测到WAK基因的差异表达,这可能导致两者间抗稻瘟病能力的差异。在C039和5个NILs中均检测到WRKY基因的差异表达,这也说明WRKY基因家族功能的多样性。在抗病的5个NILs中发现一些C039所没有的差异表达WRKY。如在CN-4b中检测到WRKY96的高表达,而且前人的研究也发现该基因的高表达与水稻抗病原菌侵染有关。同时差异表达基因的功能模块分析表明,在5个NILs中WRKY基因的共表达。但C039品种的一个WRKY基因与CPN1基因共表达,而CPN1会抑制C039的防御能力。本文研究结果表明稻瘟病菌侵染下,感病亲本C039及其5个抗病NILs中被诱导表达的基因数量、功能、共表达模块等的不同,导致供试品种间具有不同的抗稻瘟病能力。