Транскриптомный анализ иммунных реакций растений картофеля при контакте с бактериальным патогеном. 2.43 : отчет о научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Е. А. Николайчик

Abstract

Объектами настоящего исследования являлись растения картофеля Solanum tuberosum, S. bulbocastanum и табака Nicotiana benthamiana. Целью работы был анализ иммунных реакций растений картофеля при контакте с P. versatile с использованием технологии RNA-Seq. Проект выполнялся современными молекулярно-биологическими методами, включая молекулярное клонировнание, синтез кДНК, ПЦР в реальном времени, RNA-seq. Ключевым методическим подходом являлось использование современных методов биоинформатики для анализа транскриптомных данных и отбора генов- кандидатов на роль модуляторов иммунитета для проведения дальнейших исследований. В результате исследования при помощи анализа данных RNA-seq выявлена малопригодность референсной аннотации генома картофеля для работы с белорусскими сортами. Построены уточненные модели генов картофеля сорта "Журавинка" и выполнена функциональная аннотация экспрессируемой части генома с учетом большого количества обнаруженных ранее неизвестных генов. Установлено, что при заражении Pectobacterium versatile клубней картофеля меняется экспрессия генов, 3465 из них зависят от присутствия интактного гена dspE. Онтологический анализ показал, что в результате заражения пектобактериями наиболее выраженно меняются экспрессия генов, связанных с гормональной регуляцией и сигнальными системами. Верификация с помощью кПЦР в независимом эксперименте подтвердила подавление пектобактериями экспрессии генов биосинтеза АБК и активацию гена фермента, метаболизирующего АБК до менее активной формы, однако вклад эффектора DspE в регуляцию синтеза и деградации АБК оказался минимальным. Исследование дифференциально экспрессируемых генов транскрипционных факторов показало, что WRKY71 может участвовать в распознавании эффектора ССТТ DspE. Измерение дифференциальной экспрессии генов в условиях сайленсинга WRKY65 показало индукцию салицилатных генов, и существенные различия с данными, полученными для растений картофеля. Выяснено, что рецепторподобная киназа RLK4 участвует в гормональной регуляции иммунного ответа на внедрение P. versatile. Полученная информация вносит вклад в исследования молекулярных взаимодействий растений картофеля с патогенами и приближает исследователей к созданию устойчивых сортов картофеля. Информация и наработки, полученные в ходе исследования, используются в образовательном процессе.