可可树和病原真菌互作转录组分析

  研究背景：

  丛枝病（WBD）是一种由真菌引起，对可可树最具破坏性的疾病。对比其它真菌，WBD活体寄生期长达数月，可引起受感染的枝条剧烈的形态学变化。本文中，用双RNA测序的方法，同时测得可可树和真菌互作时的转录组。感染真菌后，病变组织出现大量的新陈代谢重组。受感染的嫩枝防御反应失效，且有明显的碳丢失情况。感染以宿主开始衰老告终，标志着WBD活体营养阶段的结束。

  研究分析了病原体的转录组，随后分析了WBD中真菌营养和感染的策略，并鉴定了假定的病毒感受器。同时，真菌也作为长期的寄生虫生长，调节植物代谢的变化，在植物死亡之前增加可溶性营养物的利用率。实验结果提供了一个热带疾病的独特见解，有助于理解半活体植物细菌的互作关系。

  取材方法：

  可可幼苗生长温度26℃、湿度80%，光周期12h。

  受感染组织在30天后取材，设五个生物学重复。

  测序：

  Illumina HiSeq 2000。PE 48bp。

  每个文库得到75M reads。

  研究结果：

  1、植物感染后的症状

  E、F正常；C、G病害。顶端优势丧失；G、淀粉粒被耗尽。

  2、感染植物和健康植物的RNA-seq

  A、qPCR和RNA-seq数据相关性分析

  B、聚类分析

  C、主成分分析显示样品间的内在生物变异

  3、代谢途径和蛋白质领域富集分析

  代谢中的个体基因用mapman工具可视化

  4、受感染植物的转录改变

  A、受感染植物的参与光合作用的基因表达下调

  B、被感染的植物CO2排放量降低

  5、基于转录组数据鉴定激素

  6、感染后，可可的防御机制被激活

  7、组织学分析感染后植物细胞壁加固

  8、真菌基因模型的聚类分析

  9、基于WBD转录组数据的真菌基因的表达谱 

  10、感染期高表达前20位的真菌基因

  11、真菌候选感受器的表达谱分析

  A、聚类后，真菌的生命阶段可分为9个不同的集群。

  B、每个集群的可视化表达。

  12、可可树和真菌互作模型

  参考文献：

  High-Resolution Transcript Profiling of the Atypical Biotrophic Interaction between Theobroma cacao and the Fungal Pathogen Moniliophthora perniciosa.

  The Plant Cell , 2014, 8.538