中心提示：该研讨初次整合全长转录组、广泛靶向代谢组和安排化学染色的研讨手法探求了抗病与感病甜瓜对蔓枯病病原菌侵染的前期防护呼应的差异，该研讨不只拓宽了咱们对甜瓜与蔓枯病互作的知道，也有助于选育具有蔓枯病抗性的优秀甜瓜品种。……（国际食品网-）

  近来，华中农业大学园艺林学学院孔秋生教授团队在Plant Cell & Environment在线宣布了题为“Integrated full‐length transcriptome and metabolome analysis reveals the defence response of melon to gummy stem blight”的研讨论文。该研讨初次整合全长转录组、广泛靶向代谢组和安排化学染色的研讨手法探求了抗病与感病甜瓜对蔓枯病病原菌侵染的前期防护呼应的差异，该研讨不只拓宽了咱们对甜瓜与蔓枯病互作的知道，也有助于选育具有蔓枯病抗性的优秀甜瓜品种。

  蔓枯病是影响葫芦科作物培养出产的一种首要的毁灭性真菌病害，在有利于病原菌成长的条件下，露地培养的甜瓜发病率可达25%，设备培养甜瓜的发病率可达80%，发病后的产值丢失可达100%，严峻阻止了甜瓜工业的健康发展。现在，甜瓜蔓枯病的防治首要依靠化学药剂，但是过度运用杀菌剂会使病原菌的耐药性添加，一起不可避免地对环境和食品安全构成负面影响。因而，研讨甜瓜对蔓枯病病原菌侵略作出的防护呼应及抗性机理，关于甜瓜抗蔓枯病遗传改进具有极端重大意义。

  该研讨首要经过台盼蓝染色法对蔓枯病病原菌在抗病甜瓜PI511890与感病甜瓜Payzawat叶片上的成长及侵染进程进行调查，在感病资料Payzawat上能够显着调查到病原菌侵染进程的5个阶段：分生孢子萌生、芽管构成与伸长、附着胞构成、菌丝成长与延伸、菌丝侵略，相比之下，病原菌在抗病资料PI511890的叶片上的成长受到了显着的按捺，在24 hpi才调查到分生孢子萌生。研讨人员一起运用DAB与NBT等安排化学染色法对立感甜瓜叶片上ROS堆集量进行了检测与剖析，发现一切处理组中的 H2O2与O2?堆集量均高于其对照组，而且在24 hpi，Payzawat叶片上ROS的堆集量显着高于PI511890。试验标明蔓枯病病原菌的侵略促进了甜瓜叶片上活性氧的堆集，而且确认24 hpi为Payzawat与PI511890对蔓枯病病原菌的侵染前期作出不同防护呼应的要害时刻点。

  在此基础上，研讨人员对蔓枯病病原菌侵染后24小时的抗感资料来了全长转录组与广泛靶向代谢组剖析，探求其对蔓枯病病原菌的前期防护呼应的差异。经过全长转录组剖析，研讨人员别离判定并剖析了甜瓜资料被病原菌侵染前后的新基因与新转录本、可变剪切（AS）以及交融基因等。经病原菌侵染后，在PI511890中判定的新基因和差异表达基因均特异性富集到了与抗病相关的MAPK信号通路，一起GO富集剖析依据成果得出包含过氧化氢分化代谢进程、细胞壁安排、损害反应和防护反应在内的四个GO terms被明显特异富集，标明PI511890或许经过分化过氧化氢和避免病原真菌损坏细胞壁来按捺蔓枯病病原菌的侵略。此外，该研讨检测到11793个AS事情，包含7品种型（A3 A5 RI SE AF AL MX），富集剖析成果为Payzawat在病原菌侵染后的158个差异AS事情与碳水化合物代谢相关，而PI511890在病原菌侵染后的117个差异AS事情与RNA转运相关。以上依据成果得出新基因与可变剪切事情均广泛参加了甜瓜对蔓枯病病原菌的前期防护呼应，并在Payzawat和PI511890之间有明显差异。

  随后研讨人员经过代谢组剖析对所检测到的910种代谢物进行了分类、差异判定及富集剖析，其间黄酮类物质占比最多，而且蔓枯病病原菌的侵染导致Payzawat和PI511890中类黄酮的品种和含量发生了明显改变，而金圣草黄素及其衍生物在PI511890中很多堆集。此外，有6种差异代谢物在抗感资料中表现出彻底相反的堆集形式，草酸在PI511890经病原菌侵染后正堆集而在Payzawat中负堆集，PI511890中正堆集的草酸来源于三羧酸循环和乙醛酸循环。研讨人员经过全长转录组与代谢组的联合剖析，进一步发现转录后调控广泛参加了甜瓜对蔓枯病的防护呼应，并揣度圣草酚和草酸为甜瓜抗蔓枯病的前期标志性代谢物。综上，该研讨提醒了甜瓜在转录与代谢水平上对蔓枯病的前期防护呼应，为说明甜瓜对蔓枯病的抗性机制供给了重要见地和理论依据。

  华中农业大学园艺林学学院孔秋生教授和新疆农科院哈密瓜研讨中心张永兵研讨员为本文一起通讯作者，在读硕士生汪海燕为榜首作者。新疆农科院哈密瓜研讨中心张学军研讨员参加了本项研讨。本研讨得到湖北省要点研制项目，中心高校根本科研业务费，新疆科技要点项目和现代农业工业技能系统等课题赞助。