摘要 為揭示抗病性棗種質(zhì)響應(yīng)植原體侵染的關(guān)鍵生物學(xué)途徑，通過嫁接侵染法對324 份棗種質(zhì)進行棗瘋病抗性鑒定。以篩選到的抗病種質(zhì)‘QS10’‘UU12’‘EQ15’和易感種質(zhì)‘中陽木棗’‘壺瓶棗’‘魯棗5 號’為材料，分別測定侵染后90、120 d 時保存的葉片組織的植原體含量，并通過轉(zhuǎn)錄組測序揭示響應(yīng)差異。結(jié)果顯示，嫁接感染后抗病種質(zhì)的植原體濃度水平低且逐漸下降，易感種質(zhì)的植原體濃度高且逐漸上升?？共『鸵赘蟹N質(zhì)的差異表達基因（differentially expressed genes，DEG）都顯著富集在植物病原體互作、植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、次生代謝產(chǎn)物的生物合成等通路中，并在過氧化物酶體、光合作用途徑和類黃酮生物合成途徑中存在表達差異。WGCNA分析發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)磷酸酶、RNA 編輯因子 MORF 3、LysM 結(jié)構(gòu)域受體樣激酶、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶sty13 樣等核心基因和抗病種質(zhì)相關(guān)。研究表明，應(yīng)對植原體入侵時，植物病原體互作、次生代謝產(chǎn)物的合成、植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、MAPK 信號途徑的基因差異表達可能是抗病種質(zhì)和易感種質(zhì)響應(yīng)差異的原因；抗病種質(zhì)中過氧化物酶體相關(guān)的基因上調(diào)表達，光合作用的基因受植原體入侵的影響較小，可能有助于能量代謝的正常進行和氧化還原的平衡，增強其抗病性，黃酮類、萜類等次級代謝產(chǎn)物可能在消除活性氧的危害方面發(fā)揮作用。

關(guān)鍵詞 棗樹； 棗瘋病； 植原體互作； 次生代謝物； WGCNA

中圖分類號 S436.65 文獻標識碼 A 文章編號 1000-2421（2024）06-0240-13

棗（Ziziphus jujuba Mill.）是鼠李科（Rhamnaceae）棗屬（Ziziphus）植物，具有悠久的栽培歷史。棗果既可以鮮食也可制干，是食品工業(yè)重要的原料［1］。棗瘋病是由植原體引起的一種嚴重的病害，樹體染病后出現(xiàn)花柄伸長、花變?nèi)~、叢枝化、矮化和黃化等癥狀，逐漸失去結(jié)果能力；進而衰退甚至死亡［2］。植原體主要通過葉蟬等媒介昆蟲傳播，并且在棗樹中有潛伏期，棗園一旦發(fā)現(xiàn)有植株感染，病情往往已傳播開來。植原體尚無法人工培養(yǎng)，嚴重影響致病機理和防治方法的研究。因缺乏有效的根治方法，棗瘋病對棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展、棗種質(zhì)保存及利用威脅嚴重［3］。

篩選抗棗瘋病種質(zhì)資源，并挖掘抗病相關(guān)基因，可為防治和控制棗瘋病的有效措施開發(fā)奠定基礎(chǔ)。通過嫁接的方式侵染待鑒定的材料，是非常有效的鑒定方法［4］，利用這種方法，研究人員篩選出若干具有一定棗瘋病抗性的種質(zhì)，如在北京市的古棗樹群體中篩選得到的抗病種質(zhì)［5］，以及棗樹種質(zhì)‘ 星光’［6］、‘T13’［7］等。但研究人員也發(fā)現(xiàn)各種質(zhì)應(yīng)對植原體的表現(xiàn)并不穩(wěn)定［8］。河北滄縣國家棗樹良種基地等各種質(zhì)庫保存了大量的棗種質(zhì)，但目前尚缺乏大規(guī)模的種質(zhì)抗病性鑒定。

隨著測序技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)錄組測序在發(fā)掘植物與病原體相互作用的重要基因上起到了重要作用，一些響應(yīng)棗瘋病侵染的基因被發(fā)現(xiàn)，如編碼絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族成員 ZjMAPKKKs 的基因［9］，AP2/ERF 轉(zhuǎn)錄因子家族中的ZjAP2*9、ZjERF49和 ZjERF91 等基因［10］。此外，Ye 等［11］利用iTRAQ蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組分析了棗樹應(yīng)對植原體侵染的多重調(diào)控水平。棗樹感染植原體后，光合作用相關(guān)途徑和碳水化合物的代謝通路發(fā)生改變［12］。通過對健康和感病‘木棗’轉(zhuǎn)錄組測序發(fā)現(xiàn)，各樣品的差異表達基因（differentially expressed genes， DEG）顯著富集在黃酮類化合物、苯丙烷類化合物和不飽和脂肪酸生物合成途徑［13］；感病后棗樹發(fā)育畸形可能和保護酶和激素的代謝紊亂有關(guān)［14］。目前研究多針對棗瘋病的侵染后響應(yīng)，對抗病棗種質(zhì)應(yīng)對植原體侵染的分子機制的研究相對較少。

本研究對324 份棗種質(zhì)進行嫁接侵染、篩選抗病種質(zhì)，然后以2 組不同抗病性的種質(zhì)為材料對不同感染時期的葉片進行轉(zhuǎn)錄組對比分析，以揭示抗病性棗種質(zhì)響應(yīng)植原體侵染的關(guān)鍵生物學(xué)途徑，為棗瘋病抗性育種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2022 年4 月5 日采集河北滄縣國家棗樹良種基地資源圃中保存的324 份種質(zhì)的健康穗條，封蠟處理后置于冷庫保存。5 月25 日將所有的接穗嫁接到患棗瘋病2 a 以上的的金絲小棗植株上。以插皮接的方式每株嫁接2～4 個接穗，每個種質(zhì)至少嫁接2 個接穗作為重復(fù)。

轉(zhuǎn)錄組材料為通過嫁接篩選得到的具有一定抗病性的種質(zhì)‘QS10’‘UU12’‘EQ15’和易感種質(zhì)‘中陽木棗’‘壺瓶棗’‘魯棗5 號’。通過觀察，抗病種質(zhì)感染植原體后表現(xiàn)穩(wěn)定，沒有明顯棗瘋病的癥狀，所選易感種質(zhì)在嫁接90 d 后，棗瘋病癥狀變化明顯，取保存90、120 d 時的6 個種質(zhì)的葉片材料，進行轉(zhuǎn)錄組測序。

1.2 接穗的發(fā)病情況觀察和篩選

對嫁接后各種質(zhì)每30 d 的花變?nèi)~、叢枝、小葉等表型進行觀察、分級和統(tǒng)計，將其發(fā)病級別分為5 級：0 級，無明顯癥狀；1 級，新發(fā)枝花梗明顯延長，或頂梢葉變小、變淡，小葉比率低于整枝的10%；2 級，新梢小葉、節(jié)間縮短、腋芽明顯伸長或花變?nèi)~比率為1%～20%；3 級，叢枝小葉比率達21%～50%；4 級，從枝小葉比率達51%～90%；5 級，從枝小葉比率達91%～100% ，分級標準參照文獻［15］。嫁接侵染后60 d，采集尚未表現(xiàn)棗瘋病癥狀的種質(zhì)枝葉液氮處理后保存。根據(jù)嫁接后第 3、4 個月的觀察，取該期間仍然未表現(xiàn)棗瘋病癥狀的種質(zhì)為具有一定棗瘋病抗性的種質(zhì)，取該期間接穗癥狀由正常轉(zhuǎn)變?yōu)閲乐氐囊赘蟹N質(zhì)為相應(yīng)的易感種質(zhì)。

1.3 植原體濃度檢測

通過熒光定量PCR 對所選抗病和易感種質(zhì)90、120 d 時的樣品進行植原體含量檢測，取各個種質(zhì)的葉片1～2 g，加入液氮充分研磨后，取0.2 g 粉末進行總DNA 提取，其DNA 濃度均一化后，以此DNA 為模板檢測植原體濃度，檢測方法參照文獻［16］。

1.4 轉(zhuǎn)錄組測序和數(shù)據(jù)分析

采集樣品經(jīng)過RNA 抽提、純化、建庫后，對這些文庫進行雙末端（paired-end，PE）測序，轉(zhuǎn)錄組測序在北京諾禾致源科技股份有限公司完成。對獲得的Raw reads 通過trim_galore 軟件去除接頭，去掉未知核苷酸數(shù)量超過10% 的reads、低質(zhì)量reads 進行數(shù)據(jù)過濾和質(zhì)量控制。使用hisat2 軟件建立包含剪切位點和exon 信息的基因組索引，然后將過濾后的cleanreads 和冬棗參考基因組比對［17］，得到下游分析文件，轉(zhuǎn)換文件格式并校驗文件的完整性后，使用軟件featureCounts 對基因表達量定量，獲得表達量矩陣后，去除矩陣中表達量FPKM 值低于5 的基因。

1.5 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析

在進行轉(zhuǎn)錄組分析時，各使用3 份抗病種質(zhì)和3份易感種質(zhì)作為抗病組和易感組的重復(fù)。使用DESeq2（https：//github.com/mikelove/DESeq2）對抗病組（RG）和易感組（SG）2 個時期的基因進行差異表達分析，3 種抗病種質(zhì)和3 種易感種質(zhì)分別作為抗病組（RG）和易感組（SG）的重復(fù)，分別計算抗病組（RG）和易感組（SG）3 個種質(zhì)的后期對比前期的基因變化情況，以|log2FoldChange|gt;1（FoldChange 為差異倍數(shù)） 、padj 值lt;0.05 為標準篩選差異基因。將獲得的DEG 映射到GO 數(shù)據(jù)庫（http：//geneontology.org/）分析生物學(xué)功能，同時進行KEGG（https：//www.kegg.jp/）富集分析代謝途徑或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。具體方法參照文獻［18］。

使用rstudio 軟件中的WGCNA 程序包進行加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，將過濾后標準化的轉(zhuǎn)錄組表達量矩陣作為輸入，得到無尺度化鄰接矩陣后，將鄰接矩陣轉(zhuǎn)化為拓撲重疊矩陣（ topological overlap matrix，TOM），采用動態(tài)剪切算法進行基因聚類及模塊劃分，使用WGCNA 自動網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建函數(shù)blockwise‐Modules 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，相似模塊的合并閾值為0.25，分別計算模塊的特征向量與抗病和感病種質(zhì)之間的相關(guān)系數(shù)r 和P 值，選擇|r|gt;0.70 且Plt;0.01 的模塊為特異性模塊［19］。選擇模塊內(nèi)連接度最高的前10 個基因作為該模塊的核心基因，對這些基因及其關(guān)聯(lián)基因使用Cytoscape 軟件進行可視化繪圖［20］。同時使用NCBI 數(shù)據(jù)庫（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/）獲得核心基因的功能注釋信息。

2 結(jié)果與分析

2.1 種質(zhì)抗病性鑒定

經(jīng)過4 個月的嫁接侵染和表型篩選，發(fā)現(xiàn)312 個種質(zhì)在嫁接后1 個月內(nèi)表現(xiàn)出叢枝、花變?nèi)~、小葉等棗瘋病癥狀。其中‘金絲小棗’‘冬棗’等272 個種質(zhì)病情發(fā)展迅速，表現(xiàn)出嚴重的棗瘋病癥狀，發(fā)病級別為5 級，這些為極易感種質(zhì)。60 d 后，大部分種質(zhì)發(fā)病嚴重，第90 天僅有11 個種質(zhì)仍有處于沒有明顯叢枝、葉片顏色正常的較低發(fā)病水平的接穗。120 d 后，發(fā)病較低的種質(zhì)縮減為5 個。60 d 后對病癥不明顯的接穗持續(xù)觀察并取樣保存，將120 d 仍未表現(xiàn)明顯發(fā)病癥狀的‘QS10’‘UU12’‘EQ15’確定為抗病種質(zhì)，將120 d 發(fā)病嚴重的‘中陽木棗’‘壺瓶棗’‘魯棗5號’確定為易感種質(zhì)，90 d 后，這3 份種質(zhì)仍有接穗從只有輕微發(fā)病逐漸發(fā)展成嚴重發(fā)病（圖1）。

2.2 嫁接侵染后不同抗性種質(zhì)植原體濃度變化

植原體濃度測定結(jié)果表明，2 個時期的6 份種質(zhì)樣品均含有植原體，相同時期對比，不論在90 d 時還是在120 d 時，抗病種質(zhì)植原體含量都比易感種質(zhì)的植原體含量低，抗病種質(zhì)植原體含量數(shù)量級在105～106 個/μL，易感種質(zhì)的植原體含量的數(shù)量級在106～108 個/μL。抗病種質(zhì)中，后期與前期相比，植原體含量顯著下降。易感種質(zhì)中，后期植原體含量相較于前期顯著上升（表1）。

2.3 差異表達基因分析

使用DESeq2 軟件對2 個時期的抗病組（RG）和易感組（SG） 各自3 個樣品的基因表達量對比篩選，抗病組（RG）獲得DEG 2 836 個，上調(diào)1 534 個、下調(diào)1 302 個；易感組（SG）獲得DEG 2 061 個，上調(diào)951個、下調(diào)1 110 個（圖2A）。其中，只在抗病組（RG）鑒定到的DEG 數(shù)為1 974 個，只在易感組（SG）鑒定到的DEG 數(shù)為1 199 個（圖2B）。

2.4 GO富集結(jié)果

為了分析抗病種質(zhì)和易感種質(zhì)應(yīng)對植原體侵染的生物學(xué)功能，分別從生物過程、細胞組件和分子功能三方面對抗病組（RG）和易感組（SG）獲得的DEG進行GO 富集分析，在抗病組（RG）中883 個DEG 注釋到64 個GO Term 中，顯著性高（Plt;0.05）的Term為轉(zhuǎn)錄因子活性、序列特異性DNA 結(jié)合、UDP 糖基轉(zhuǎn)移酶活性、水解酶活性（圖3A）。在易感組（SG）中有1 579 個DEG 注釋到67 個GO Term 中，其中顯著性較高（Plt;0.05）的Term 分別為碳水化合物代謝過程、胞外區(qū)、作用于酯鍵水解酶活性（圖3B）。GO 富集結(jié)果表明，植原體對抗病種質(zhì)和易感種質(zhì)侵染主要影響了信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細胞代謝過程、能量代謝等方面。

2.5 差異表達基因KEGG富集的關(guān)鍵通路

為了揭示棗感染植原體后的代謝通路的變化，對2 組差異表達基因進行KEGG 富集分析（圖4），結(jié)果顯示，抗病組（RG）中765 個差異基因富集在19 個通路中，易感組（SG）622 個差異基因富集在24 個通路中。對2 對DEG 得到的通路進行對比后發(fā)現(xiàn)，抗病和易感種質(zhì)在應(yīng)對植原體侵染時，在能量代謝、合成次生代謝產(chǎn)物、代謝途徑、激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等方面的基因表達均會發(fā)生改變。值得注意的是，真核生物中核糖體的發(fā)生，苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成，MAPK 信號通路、過氧化物酶體、倍半萜和三萜生物合成和半乳糖代謝通路在抗病種質(zhì)中單獨地富集到；易感種質(zhì)中，氨基糖和核苷酸糖代謝、核苷酸糖的生物合成、光合作用、氮代謝、脂肪酸生物合成和降解、碳代謝被單獨地富集到。表明對病原體的反應(yīng)、激素合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、氧化還原相關(guān)過程、能量代謝可能與抗病和易感種質(zhì)應(yīng)對植原體侵染有關(guān)。

2.6 代謝通路中差異表達基因分析

1）應(yīng)對病原體侵染相關(guān)通路分析。為解析抗病種質(zhì)和易感種質(zhì)被植原體侵染時的表現(xiàn)差異，對植物病原體互作通路進行分析。圖5 結(jié)果顯示，抗病種質(zhì)中，PTI 中過敏反應(yīng)和防御相關(guān)基因誘導(dǎo)相關(guān)的編碼環(huán)腺苷酸門離子通道 （CNGCs，LOC107414602、LOC107414559、LOC112490923、LOC107423657、LOC107431294） 基因、鈣依賴蛋白激酶 （CDPK，LOC1074243669）基因、呼吸爆發(fā)氧化酶 （Rboh，LOC107424617）基因、鈣結(jié)合蛋白 （CaM/CML，LOC107434111、LOC107421107、LOC107416249、LOC107431392、LOC107409684、LOC107422102、LOC107425895、LOC107432911、LOC107427870、LOC107418972、LOC107404544）基因、WRKY 轉(zhuǎn)錄因子24（WRKY24，LOC107411616）、WRKY 轉(zhuǎn)錄因子39 （WRKY39， LOC107431286） 、WRKY22（LOC107432881）、甘油激酶（LOC107407412）、發(fā)病機制相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄激活因子（ Pti5，LOC107411165）和（Pti6，LOC107411595）基因，以及ETI 中編碼和植物過敏反應(yīng)（HR）相關(guān)的互作蛋白RIN4、RPM1、RPS2、RAR1、SGT1、HSP90、SGT1 相關(guān)的10 個基因均在前期上調(diào)表達，后期表達量下降。在易感種質(zhì)中，編碼環(huán)腺苷酸門離子通道（CNGCs，LOC107431294、LOC107414559、LOC112490923、LOC107414573、LOC107414597）基因、鈣結(jié)合蛋白（CaM/CML， LOC107424823、LOC107422810、LOC107432911）基因、發(fā)病機制相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄激活因子（Pti6，LOC107411595）基因、熱休克蛋白HSP90（HSP90，LOC107420419）基因和WRKY 轉(zhuǎn)錄因子2（LOC107412508）基因在后期下調(diào)表達。

分析植物病原體互作通路中的MAPK 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中參與H2O2、乙烯、茉莉酸、脫落酸和植物對損傷的反應(yīng)等途徑的12 個差異基因，這些基因包括絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶OX1、MAPK3、WRKY22、MAPK9、乙烯響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子ERF1、轉(zhuǎn)錄因子MYC2、脫落酸受體PYL4、鈣結(jié)合蛋白CaM 和呼吸爆發(fā)氧化酶同源蛋白RbohD。在抗病種質(zhì)中，這些差異基因均在前期高表達。在易感種質(zhì)中，前期編碼絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶OXI1 的基因表達量低，編碼WRKY22、MAPK9 的基因在后期下調(diào)表達。易感種質(zhì)中編碼轉(zhuǎn)錄因子MYC2 的基因在前后時期差別不明顯。脫落酸受體PYL4 在易感種質(zhì)后期下調(diào)表達，鈣結(jié)合蛋白CaM 和呼吸爆發(fā)氧化酶同源蛋白RbohD 的基因變化不明顯（圖6A）。

在茉莉酸的合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方面，合成途徑的烯氧化物環(huán)化酶AOC、12-氧植二烯酸還原酶OPDR、4-香豆酰-CoA 連接酶OPCL1 在抗病和易感種質(zhì)中均在前期上調(diào)表達，抗病種質(zhì)的表達量更高。茉莉酸o-甲基轉(zhuǎn)移酶JMT 在抗病種質(zhì)中前期高表達，后期下調(diào)表達，而在易感種質(zhì)中前后2 個時期表達量均低（圖6B） 。

2） 過氧化物酶體、光合作用和類黃酮生物合成通路DEG 分析。對單獨在抗病種質(zhì)中富集到的過氧化物酶體與單獨在易感種質(zhì)中富集到的光合作用和類黃酮合成通路的DEG 進行分析。結(jié)果顯示，抗病種質(zhì)中的PXMP2、ACAA1、ACSL、PIPOX、HMGCL、IDH、HAO 和SOD 等過氧化物酶體相關(guān)的10 個基因后期上調(diào)表達。主要涉及脂肪酸氧化、氨基酸代謝和抗氧化系統(tǒng)。編碼光系統(tǒng)Ⅱ中的PsbQ、PsbY，光系統(tǒng)Ⅰ中的PsaK、PsaL、PsaE、PsaG、PsaH、PsaO，光合電子傳遞鏈中的PetE、PetF 的10 個基因在抗病種質(zhì)中后期下調(diào)表達，在易感種質(zhì)后期顯著下調(diào)。類黃酮生物合成途徑中，與易感種質(zhì)相比，編碼CHS、CHI、F3H、FLS 的基因在抗病種質(zhì)的前期高表達。表明抗病種質(zhì)和易感種質(zhì)應(yīng)對植原體侵染的過程中，活性氧的生成和平衡的維持、黃酮類的合成方面表現(xiàn)出差異，易感種質(zhì)的光合作用受到很大的影響，可能與抗病和易感種質(zhì)的抗病性的差異有關(guān)（圖7）。

2.7 WGCNA分析

數(shù)據(jù)分析獲得16 293 個基因的表達數(shù)據(jù)，過濾掉表達量低的基因后，根據(jù)基因的FPKM 值進行相關(guān)度分析并聚類，相關(guān)度高的基因被分配至1 個模塊中，共劃分了26 個模塊（圖8A），WGCNA 分析展示了26 個模塊與抗病和易感種質(zhì)的相關(guān)性和顯著性。相關(guān)性系數(shù)的絕對值高且顯著性值低（|r|gt;0.70 且Plt;0.01）的模塊與性狀高度相關(guān)。鑒定到與抗病種質(zhì)顯著正相關(guān)的模塊為grey60 模塊（r=0.75，P=0.005）和darkgrey 模塊（r=0.87，Plt;0.001）（圖8B）。對grey60 和darkgrey 模塊可視化分析（圖8C），在grey60 模塊中連接度最高的前3 個基因為脂質(zhì)磷酸酶γ 樣（LPPG）、泛素樣蛋白5（UBL5）和RNA 編輯因子 MORF 3；在darkgrey 模塊中連接度最高的前3 個基因分別為LysM 結(jié)構(gòu)域受體樣激酶3（LYK3）、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶sty13 樣（STK13）和胱硫氨酸-合成酶1（CGS1），在這2 個和抗病種質(zhì)相關(guān)性高的模塊中，和植物免疫相關(guān)的基因有編碼泛素樣蛋白5、RNA 編輯因子 MORF 3、DEAD-box 依賴atp 的RNA 解旋酶50 樣、抗病蛋白at4g27190 樣、抗病樣蛋白DSC1、LysM 結(jié)構(gòu)域受體樣激酶3、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶sty13 樣、E3 泛素蛋白連接酶BRE1 樣2 等的基因。2 個模塊的核心基因和注釋信息見表2。

3 討論

前人研究表明，棗瘋病的病癥表現(xiàn)和植原體的濃度有一定的相關(guān)性［21］，經(jīng)過嫁接侵染和發(fā)病癥狀觀察，本研究發(fā)現(xiàn)，抗病種質(zhì)中植原體濃度水平較低且是逐漸下降的，而易感種質(zhì)中的植原體濃度有大幅度上升，同時病癥變得越來越嚴重，植原體在棗樹中的大量繁殖可能破壞了棗樹正常的生長代謝，將來，通過各種組學(xué)手段揭示導(dǎo)致這些差異出現(xiàn)的原因?qū)⒂兄诮沂緱棷偛】剐詸C制。

棗樹感染植原體后，受侵染棗樹的免疫反應(yīng)和生理生化活動變化會對植物的正常生長產(chǎn)生影響［22］。轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果表明，抗病種質(zhì)和易感種質(zhì)在應(yīng)對植原體侵染時，模式觸發(fā)免疫（PTI）和效應(yīng)子觸發(fā)免疫（ETI）過程都產(chǎn)生了積極響應(yīng)，PTI 和 ETI是植物病原互作的重要途徑［23］?？共》N質(zhì)中PTI 過程的編碼CNGCs、CDPK、Rboh、CaM/CML 和ETI過程中編碼互作蛋白的基因前期高表達，后期下調(diào)表達。易感種質(zhì)中，編碼CNGC、CaM/CML 的基因后期下調(diào)表達，編碼CDPK 和Rboh 的基因表達沒有差異。推測抗病種質(zhì)PTI 和ETI 過程差異基因后期下調(diào)可能和植原體濃度降低有關(guān)。隨著植原體入侵，易感種質(zhì)的PTI 和ETI 過程前后時期差異基因較少，基因的變化趨勢不明顯，這和已有研究［24］的結(jié)果相同。

絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）級聯(lián)是受體下游關(guān)鍵信號模塊，在植物免疫、環(huán)境應(yīng)激反應(yīng)和正常生長發(fā)育中起重要的作用［25］。在本研究中，MAPK 信號通路中的12 個DEG 在抗病種質(zhì)中均在前期高表達，在后期下調(diào)表達。在易感種質(zhì)的H2O2信號通路中，編碼OXI1 基因的上調(diào)表達是由H2O2 引起且OXI1 的活性能被H2O2誘導(dǎo)并向下游傳遞信號，影響細胞死亡、H2O2 生成和活性氧的內(nèi)穩(wěn)態(tài)［26］，H2O2 作為防御信號分子，誘導(dǎo)核基因表達。OXI1 能使MAPK3 完全活化，但是編碼MAPK3 的基因后期相對前期輕微下調(diào)表達，下游WRKY22 基因下調(diào)表達，可能會影響H2O2的生成及其介導(dǎo)的信號傳遞。茉莉酸合成途徑中的AOC、OPDR、OPCL1，抗病和易感種質(zhì)均在前期高表達，后期下調(diào)表達，而和茉莉酸甲酯合成有關(guān)的JMT，在易感種質(zhì)中2 個時期表達量低。茉莉酸信號通路中，編碼JAZ 的基因在兩種質(zhì)中后期下調(diào)表達，易感種質(zhì)合成MYC2 的基因后期輕微上調(diào)表達，JAZ 作為JA 信號的轉(zhuǎn)錄抑制因子，能夠抑制MYC2 的活性。MYC2 在不同的植物體內(nèi)可能發(fā)揮不同的作用，在擬南芥中，MYC2 對病原體基因具有負調(diào)節(jié)作用，但番茄SlMYC2 抗灰霉病的過程中，SlMYC2 對病原體反應(yīng)基因有正調(diào)節(jié)作用［27］。抗病種質(zhì)中編碼MYC2 的基因下調(diào)表達，可能有助于后續(xù)防御反應(yīng)。

轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，抗病種質(zhì)的過氧化物酶體的基因在后期上調(diào)表達，抗病種質(zhì)受植原體入侵的影響，光合作用相關(guān)的基因輕微下調(diào)表達，易感種質(zhì)則大幅度下調(diào)表達。易感種質(zhì)中高濃度的植原體可能破壞了光合作用，對后續(xù)氧化還原信號的傳遞，活性氧產(chǎn)生和清除的動態(tài)平衡產(chǎn)生影響［28］。有研究表明，過氧化物酶體產(chǎn)生的H2O2可以提高植物對脅迫的耐受力，而葉綠體產(chǎn)生的H2O2主要和植物的過敏反應(yīng)相關(guān)［29］。在感染前期，雖然抗病種質(zhì)的植原體濃度較低，但類黃酮生物合成途徑中合成CHS、CHI、F3H、FLS 的基因的表達量與易感種質(zhì)相比較高，這些基因的表達會影響異黃酮、黃酮和黃酮醇以及花青苷的合成，使抗病性種質(zhì)更好地應(yīng)對活性氧暴發(fā)，異黃酮可以作為植物的植保素發(fā)揮作用［30］?？共》N質(zhì)中還富集到了倍半萜和三萜的合成途徑，表明萜類物質(zhì)可能作為植保素發(fā)揮作用。

綜上，應(yīng)對植原體入侵時，植物病原體互作、次生代謝產(chǎn)物的合成、植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、MAPK 信號途徑的基因差異表達可能是抗病種質(zhì)和易感種質(zhì)響應(yīng)差異的原因；抗病種質(zhì)中過氧化物酶體相關(guān)的基因上調(diào)表達，光合作用的基因受植原體入侵的影響較小，可能有助于能量代謝的正常進行和氧化還原的平衡，增強其抗病性，黃酮類、萜類等次級代謝產(chǎn)物可能在消除活性氧的危害方面發(fā)揮作用。本研究揭示了抗病性棗種質(zhì)響應(yīng)植原體侵染的關(guān)鍵生物學(xué)途徑，可為棗瘋病抗性育種提供依據(jù)。

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（責任編輯：邊書京）

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2022YFD2200404）；雄安新區(qū)科技創(chuàng)新專項（2022XACX1100）；河北省院士合作重點單位棗瘋病病原菌、根際微生物與宿主棗的互作和致病機制項目