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作者：周永林;庄小倩;王朝露;林巧霞;李正康;许丹洁;陈晓婷;
单位：福建农林大学生命科学学院/生物农药与化学生物学教育部重点实验室/福建省教育厅植物微生物互作重点实验室;
摘要：【目的】研究OsAOS2在水稻抵抗稻瘟病菌和白叶枯病菌中的作用，为水稻抗病育种工作提供依据。【方法】采用同源重组方法和CRISPR/Cas9系统分别构建OsAOS2的过表达载体和敲除载体，遗传转化获得转基因水稻，筛选得到过表达株系(OsAOS2-OE)和纯合敲除株系(OsAOS2-KO)。将野生型水稻日本晴(NPB)植株分别接种稻瘟病菌和白叶枯病菌后，通过qRT-PCR检测OsAOS2表达量的变化情况；将OsAOS2转基因水稻和NPB分别接种稻瘟病菌和白叶枯病菌后，观察植株表型的变化；在稻瘟病菌侵染下，对OsAOS2转基因水稻和NPB进行抗病相关基因的qRT-PCR分析；在几丁质和flg22诱导下，检测水稻活性氧(ROS)积累情况；同时，分析接种稻瘟病菌24 h后OsAOS2-KO和NPB的转录组数据。【结果】qRT-PCR分析表明，NPB接种稻瘟病菌48 h和白叶枯病菌8 d时，OsAOS2表达量显著上调。对OsAOS2转基因水稻和NPB喷雾接种稻瘟病菌7 d后，NPB病斑面积显著大于OsAOS2-OE且小于OsAOS2-KO;剪叶法接种白叶枯病菌14 d后，NPB病斑面积显著小于OsAOS2-KO。对OsAOS2转基因水稻接种稻瘟病菌后，抗病相关基因OsPBZ1、OsPR1a、OsPAL1、OsLOX5在OsAOS2-OE中的表达量显著上调。在几丁质和flg22诱导下，OsAOS2-KO中ROS的积累量显著低于NPB,但是起峰时间比NPB有所提前。转录组数据分析表明，上调基因和下调基因分别有1 605个和1 151个。上调差异基因主要富集在金属离子结合和核糖体通路，下调差异基因主要富集在翻译通路和细胞外区域。韦恩图显示：52个基因在NPB中受稻瘟病菌诱导，但在OsAOS2-KO中受到抑制；11个基因在NPB中受抑制，但在OsAOS2-KO中受诱导。对这63个表达模式相反的差异基因进行GO和KEGG分析发现，参与应激反应和植物激素信号转导通路的基因数最多。【结论】稻瘟病菌和白叶枯病菌可以诱导OsAOS2的表达，OsAOS2通过病原菌分子模式触发的免疫(PTI)途径和茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)介导的抗病反应正调控水稻对稻瘟病菌的抗性，同时，OsAOS2在水稻抵御白叶枯病菌中也起重要作用。
关键词：OsAOS2;;茉莉酸;;抗病性;;稻瘟病;;白叶枯病;;转录组分析
基金资助：福建省自然科学基金面上项目(2022J01140);; 福建省科技重大专项(2022NZ03004);; 福建农林大学科技创新专项(KFA17308A、CXZX2020152D)
