2019年9月11日， SCI期刊International Journal of Molecular Sciences（影響因子4.10）在線發表了我院王逍冬副教授研究小組題為“Genome-Wide Expression Profiling of Genes Associated with the Lr47-Mediated Wheat Resistance to Leaf Rust (Puccinia triticina)”的學術論文💂🏿♀️🤷🏼♂️，該項研究從全基因組水平解析了小麥抗葉銹病Lr47基因的轉錄調控網絡。河北農業大學碩士研究生吳嬌嬌、高靜👜、畢偉帥為該論文的共同第一作者，河北農業大學王逍冬副教授、中國農業科太阳2植物保護研究所劉博老師為通訊作者。該研究得到了河北省高等學校青年拔尖人才項目、國家重點研發計劃🧔🏼♀️、國家自然科學基金等項目的資助。 由小麥葉銹菌（Puccinia triticina❇️，Pt）引起的小麥葉銹病🚴🏼♀️，是影響全球小麥生產的重要真菌病害。該病害造成的產量損失從7%到20%不等👐🏼，而流行年份可高達50%🫷🏼。合理利用小麥抗葉銹病（Lr）基因仍是防治該病害最為有效的途徑。目前已鑒定出的70多個Lr基因中，來自斯貝爾圖山羊草（Aegilops speltoides）的Lr47基因被初步定位於普通小麥7號染色體的短臂。攜帶Lr47基因的小麥品種對我國全部葉銹菌生理小種均表現出較高抗性水平🧑🧑🧒🧒。然而，該基因在我國小麥育種中尚未得到廣泛應用，基因克隆工作仍在進行，其轉錄調控網絡同樣亟待明確。 本研究以三個攜帶Lr47基因的普通小麥材料“Lr47-Yecora Rojo-BC6F5”、“Lr47-UC1037”👨🏻、“Lr47-WhiteYecora”為實驗組，以感病小麥材料“Thatcher”為對照組，分別接種我國小麥葉銹菌主要流行生理小種THTT，接種8天後在對照組中觀察到大量葉銹菌夏孢子堆形成，而所有攜帶Lr47基因的小麥材料均表現出高抗表型。 
進一步，對上述小麥材料“Lr47-Yecora Rojo-BC6F5”👩🏻💼、“Lr47-UC1037”、“Lr47-White Yecora”苗期第三葉接種小麥葉銹菌THTT👨🏽💼，以“Lr47-Yecora Rojo-BC6F5”接水處理為對照，接種3天後分別提取RNA樣品。每種材料設置三個生物學重復，共12個樣品進行12-Gb轉錄組測序。以中國春TGACv1參考基因組進行拼接，總共預測到128,794個轉錄本（原始數據近期將上傳至NCBI BioProject PRJNA498364）⛎。 通過比較“Lr47-Yecora Rojo-BC6F5”材料的接菌處理與接水對照🐔🤹♂️，發現863個基因顯著上調(q value < 0.05, log2foldchange> 1)，418個基因顯著下調(q value < 0.05, log2foldchange < -1)🐻❄️。對差異表達基因進行KEGG註釋✍🏽，發現“植物-病原菌互作”途徑中，Ca2+通道基因(CNGCs🦸🏿♀️、CDPK👨💻🤛🏿、Rboh🪻、CaM)、FLS2🖖🏻、RPM1🎓、PR1及HSP90等多個基因富集明顯。 
此外🚴🏼♂️，在所有上調基因中，有28個基因位於7AS、7BS、7DS染色體上☞，其中又包括8個基因編碼不同類型的受體激酶蛋白（RLKs）🚴♀️。
利用熒光實時定量qRT-PCR技術🍘🗒，我們進一步測定了上述8個RLK基因在Lr47基因介導小麥抗葉銹病過程中的時間表達譜。 
此外，為了明確Lr47介導的抗病反應的下遊基因及轉錄調控網絡🧒，我們還分析了所有PR基因及多個轉錄因子基因家族（WRKY、ERF、MYB🐝🟡、bHLH、bZIP、NAC）在轉錄組文庫中的表達模式➔。 
本研究從全基因組水平，初步明確了Lr47基因介導的小麥抗葉銹病過程中的轉錄調控網絡→，挖掘得到的差異表達基因為小麥抗葉銹病遺傳改良提供了新思路，轉錄組本身可為該基因的克隆工作提供重要數據支持。 參考文獻 Wu J, Gao J, Bi W, et al. Genome-Wide Expression Profiling of Genes Associated with the Lr47-Mediated Wheat Resistance to Leaf Rust (Puccinia triticina). International Journal of Molecular Sciences, 2019, 20: 4498. Helguera M, Khan I A, Dubcovsky J. Development of PCR markers for the wheat leaf rust resistance gene Lr47. Theoretical and Applied Genetics, 2000, 100(7): 1137-1143. Wang X, Bi W, Gao J, et al. Systemic acquired resistance, NPR1, and pathogenesis-related genes in wheat and barley. Journal of integrative agriculture, 2018, 17(11): 2468-2477. Li Z, Xia X, He Z, et al. Seedling and slow rusting resistance to leaf rust in Chinese wheat cultivars. Plant Disease, 2010, 94(1): 45-53.
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