Minghui Huang⁽¹⁾, Ye Jiang^(1,2), Ruifeng Qin^(1,2), Dan Jiang^(1,2), Doudou Chang^(1,2), Zhongyan Tian⁽²⁾, Chunjie Li⁽¹⁾ và Congli Wang⁽¹⁾

Võ Như Cầm biên dịch

TÓM TẮT

Giải trình tự phiên mã có độ dài đầy đủ với các bài đọc dài là một công cụ mạnh mẽ để phân tích các sự kiện phiên mã và sau phiên mã; tuy nhiên, nó đã không được áp dụng trên đậu tương (Glycine max). Ở đây, một phân tích phiên mã tương đối có chiều dài đầy đủ được thực hiện trên kiểu gen đậu tương 09-138 bị nhiễm tuyến trùng nang đậu tương (SCN, Heterodera glycines) chủng 4 (SCN4, phản ứng không tương thích) và chủng 5 (SCN5, phản ứng tương thích) bằng cách sử dụng Công nghệ Oxford Nanopore. Mỗi mẫu trong số 9 mẫu có chiều dài đầy đủ được thu thập 8 ngày sau khi cấy có/không có tuyến trùng tạo ra trung bình 6,1Gb dữ liệu sạch và tổng số 65.038 trình tự phiên mã. Sau khi loại bỏ các bản sao thừa, 1.117 gen mới và 41.096 bản sao mới đã được xác định. Bằng cách phân tích cấu trúc trình tự của các bản sao mới lạ, có tổng cộng 28.759 trình tự khung đọc mở (ORF) hoàn chỉnh, 5.337 yếu tố phiên mã, 288 RNA dài không mã hóa và 40.090 phiên mã mới với chú thích chức năng đã được dự đoán. Gene Ontology (GO) và Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) phân tích làm giàu các gen biểu hiện khác biệt (DEG) cho thấy rằng hormone tăng trưởng, con đường tín hiệu được kích hoạt bởi auxin và tăng trưởng tế bào đa chiều, và con đường sinh tổng hợp phenylpropanoid được làm giàu bằng cách nhiễm cả hai chủng tuyến trùng. Nhiều DEG liên quan đến các yếu tố phản ứng với căng thẳng, con đường dẫn truyền tín hiệu hormone-thực vật và con đường tương tác giữa thực vật - mầm bệnh với nhiều điều chỉnh hơn được phát hiện trong phản ứng không tương thích với lây nhiễm SCN4 và phát hiện nhiều DEG có điều chỉnh liên quan đến quá trình biến đổi thành tế bào và xử lý sinh học carbohydrate trong phản ứng tương thích với lây nhiễm SCN5 khi so sánh với nhau. Trong số đó, các DEG chồng chéo với sự khác biệt về số lượng đã được kích hoạt. Sự kết hợp tương tác giữa protein-protein với DEGs lần đầu tiên chỉ ra rằng nhiễm tuyến trùng đã kích hoạt tương tác giữa yếu tố phiên mã WRKY và VQ (valine-glutamine motif) để góp phần bảo vệ đậu tương. Kiến thức về cơ chế tương tác SCN-đậu tương làm mô hình sẽ giúp hiểu rõ hơn về các tương tác khác giữa thực vật và tuyến trùng.

Từ khóa: giải trình tự phiên mã chiều dài đầy đủ, glycine max, Heterodera glycines, phản ứng tương thích và không tương thích, tương tác VQ – WRKY

Chi tiết xin xem tệp đính kèm!

¹Phòng thí nghiệm Key về chọn giống thiết kế phân tử đậu tương, Viện Địa lý và Nông học Đông Bắc, Học viện Khoa học Trung Quốc, Cáp Nhĩ Tân, Trung Quốc

²Học viện Khoa học Nông nghiệp Hắc Long Giang, Đại Khánh, Trung Quốc