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Expression analysis of defense-related genes in wheat in response to infection by Fusarium graminearum

机译：禾谷镰刀菌感染对小麦防御相关基因表达的影响

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Fusarium head blight (FHB), caused by the fungi Fusarium graminearum and Fusarium culmorum, is a worldwide disease of wheat (Triticum aestivum L.). The Chinese cultivar Ning 7840 is one of a few wheat cultivars with resistance to FHB. GeneCalling™, an open-architecture mRNA-profiling technology, was used to identify differentially expressed genes induced or suppressed in spikes of Ning 7840 after infection by F. graminearum. One hundred and twenty-five cDNA fragments representing transcripts differentially expressed in wheat spikes were identified. Based on BLASTN and BLASTX analyses, putative functions were assigned to some of the genes: 28 were assigned functions in primary metabolism and photosynthesis, 7 were involved in defense response, 14 were involved in gene expression and regulation, 24 encoded proteins associated with structure and protein synthesis, 42 lacked homology to sequences in the database, and 3 were similar to cloned multidrug resistance or disease resistance proteins. Of particular interest in this study were genes associated with resistance and defense against pathogen infection. Real-time quantitative reverse-transcription PCR indicated that of 51 genes tested, 19 showed 2-fold or greater induction or suppression in infected Ning 7840 in comparison with the water-treated control. The remaining 32 genes were not significantly induced or suppressed in infected Ning 7840 compared with the control. Subsequently, these 19 induced or suppressed genes were examined in the wheat line KS24-1, containing FHB resistance derived from Lophopyrum elongatum, and Len, an FHB-susceptible wheat cultivar. The temporal expression of some of these sequences encoding resistance proteins or defense-related proteins showed FHB (resistance specific) induction, suggesting that these genes play a role in protection against toxic compounds in plant-fungus interactions. On the basis of comprehensive expression profiling of various biotic or abiotic stress response genes revealed by quantitative PCR in this study and other supporting data, we hypothesized that the plant-pathogen interactions may be highly integrated into a network of diverse biosynthetic pathways.La fusariose de l'épi, causée par les champignons Fusarium graminearum et Fusarium culmorum, est une maladie répandue mondialement chez le blé (Triticum aestivum L.). Le cultivar chinois Ning 7840 est l'un des rares cultivars de blé montrant une résistance à la fusariose. La technologie GeneCalling™, une technologie transcriptomique à architecture ouverte, a été employée pour identifier des gènes induits ou réprimés chez des épis du blé Ning 7840 suite à l'infection par le F. graminearum. Cent vingt-cinq fragments de cDNA individuels représentant des transcrits exprimés de manière différentielle dans les épis ont été identifiés. Sur la base d'analyses BLASTN et BLASTX, des fonctions possibles ont été assignées à certains des gènes: 28 sont postulés avoir une fonction dans le métabolisme primaire ou la photosynthèse, 7 seraient impliqués dans les réactions de défense, 14 dans l'expression ou la régulation de l'expression génique, 24 codent pour des protéines associées à la synthèse ou à la structure des protéines, 42 ne présentaient pas d'homologie aux séquences contenues dans la banque de séquences et 3 sont semblables à des protéines de résistance à plusieurs drogues ou de résistance aux maladies. Les gènes associés à la résistance ou aux réactions de défense contre les pathogènes présentaient un intérêt particulier dans le cadre de ce travail. Des amplifications RT-PCR en temps réel ont indiqué que des 51 gènes testés, 19 montraient une induction ou répression de deux fois ou plus chez le cultivar Ning 7840 par rapport au témoin inoculé avec de l'eau. Les autres 32 gènes n'étaient pas induits ou réprimés de manière significative chez Ning 7840 par rapport au témoin. Subséquemment, les 19 gènes induits ou réprimés ont été examinés chez le blé KS24-1, lequel possède une résistance à la fusariose provenant du Lophopyrum elongatum, et Len, un cultivar sensible.
机译：由真菌镰刀镰刀菌和镰刀镰刀菌引起的镰刀菌枯萎病（FHB）是世界范围内的小麦病（Triticum aestivum L.）。中国品种Ning 7840是少数对FHB有抗性的小麦品种之一。 GeneCalling™是一种开放式结构的mRNA分析技术，用于鉴定受到禾谷镰孢菌感染后在Ning 7840穗中诱导或抑制的差异表达基因。鉴定了代表小麦穗中差异表达的转录物的125个cDNA片段。根据BLASTN和BLASTX分析，将推定功能分配给某些基因：28个分配给主要代谢和光合作用的功能，7个参与防御反应，14个参与基因表达和调控，24个编码的蛋白质与结构和结构相关。蛋白质合成中，有42个与数据库中的序列缺乏同源性，还有3个与克隆的耐多药性或抗病性蛋白相似。在这项研究中特别感兴趣的是与抵抗病原体和抵抗病原体感染有关的基因。实时定量逆转录PCR表明，与水处理对照相比，在测试的51个基因中，有19个在感染的Ning 7840中显示出2倍或更大的诱导或抑制。与对照相比，在感染的Ning 7840中未显着诱导或抑制其余32个基因。随后，在小麦品系KS24-1中检测了这19个诱导或抑制的基因，该品系包含源自长双孢镰刀菌（Lophopyrum elongatum）的FHB抗性和对FHB敏感的小麦品种Len（Len）。这些编码抗性蛋白或防御相关蛋白的序列中的某些序列的时间表达显示出FHB（抗性特异性）诱导，表明这些基因在植物-真菌相互作用中对有毒化合物具有保护作用。根据本研究中定量PCR揭示的各种生物或非生物胁迫响应基因的全面表达谱以及其他支持数据，我们假设植物-病原体之间的相互作用可能高度整合到了多种生物合成途径的网络中。香菇镰刀菌和黄瓜镰刀菌，以及黑麦草（Triticum aestivum L.）。中国宁农（Les cultivar chinois Ning）7840年勃艮第不等抗性品种fusariose。 La Technologie GeneCalling™，转录技术和建筑外观，是工人们在宁夏的7840套房，可从F. graminearum手中购买。独特的cDNA复制片段，以独特的方式表现出了独特的识别力。 Sur B基本分析BLASTN和BLASTX，可能在某些情况下进行分配：28种邮政原始照片和光合作用照片，7种永久性的dans lesdéleséréact代表法国的法定产区，由24个蛋白质合成蛋白合成蛋白或蛋白质结构的人组成，42个具有同等学历的人均获得加班奖劳累或疾病困扰。法国国防部抗辩与抵抗行动总参项，特别是干部担负特殊责任。扩增RT-PCR可以同时进行51种基因的检测，19种单反或诱导型的抗逆性，再加上品种Ning 7840的亲和力，可以预防接种。 32英里的中等价位代表着重要的价格Ning 7840 par utport autémoin。 Subséquemment，第19工种，第KS14-1号法定书记，Lophopyrum elongatum等长生种的Lequelpossèdeunesistanceàla Fusariose品种，明智的栽培品种。

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