Il nematode a cisti della soia (SCN) è una delle malattie devastanti della soia in tutto il mondo. La resistenza della pianta ospite è il metodo più economico ed efficace per controllare la malattia del SCN.

Tuttavia, la resistenza all'SCN è una caratteristica multigenica e quantitativa della soia e la maggior parte delle fonti di resistenza si rompono facilmente a causa della piantagione di lunga data delle stesse cultivar. Pertanto, è urgente comprendere a fondo il meccanismo di resistenza, sviluppare risorse genetiche multi-resistenza e allevare varietà multi-resistenza.

Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Wang Congli del Northeast Institute of Geography and Agroecology dell'Accademia cinese delle scienze ha utilizzato per la prima volta la tecnologia di sequenziamento del trascrittoma a lunghezza intera (FLTS) per studiare la resistenza all'SCN nella soia.

Questo studio è stato pubblicato su Frontiers in Plant Science .

La tecnologia FLTS di terza generazione può leggere direttamente la sequenza integrale della molecola di RNA senza interruzioni. Presenta anche i vantaggi dell'analisi quantitativa di geni e trascrizioni allo stesso tempo.

I ricercatori hanno confermato un nuovo genotipo riproduttivo di soia 09-138 (rhg1a + Rhg4b), che è resistente alla razza altamente tossica SCN 4 (SCN4) ma suscettibile a SCN5 con meno virulenza.

L'analisi FLTS di 9 librerie di cDNA di 09-138 con SCN4, SCN5 e trattamenti di controllo ha dimostrato una media di 6,1 Gbp di dati puliti per ciascuna libreria, per un totale di 1.117 nuovi geni e 41.096 nuove trascrizioni.

Attraverso l'analisi strutturale delle nuove trascrizioni, i ricercatori hanno scoperto che le modifiche post-trascrizionali, come lo splicing alternativo (AS), la poliadenilazione alternativa (APA), i geni di fusione e l'RNA lungo non codificante (lncRNA) erano coinvolti nella risposta di difesa.

I ricercatori hanno scoperto che gli elementi di risposta allo stress, le vie di trasduzione del segnale degli ormoni vegetali e le vie di interazione pianta-patogeno erano coinvolti nelle risposte di difesa della resistenza; e le modificazioni della parete cellulare e le vie metaboliche relative ai processi biologici dei carboidrati sono state coinvolte nella risposta suscettibile, mentre la via della biosintesi del fenilpropano è stata coinvolta nella risposta sia resistente che suscettibile.

L'analisi dell'interazione proteina-proteina combinata con geni differenzialmente espressi (DEG) ha mostrato, per la prima volta, che la risposta incompatibile con SCN4 ha attivato le interazioni tra le chinasi MAPK/KK/KKK, il fattore di trascrizione WRKY e la calmodulina VQ per regolare la difesa della resistenza. È stato stabilito un modello di difesa associato a MAPK-WRKY-VQ per la resistenza all'SCN nella soia.

Questi risultati mostrano che il sequenziamento del trascrittoma a lunghezza intera fornisce un potente strumento per studiare i meccanismi di difesa delle piante all'interno dei livelli di trascrizione e delle modifiche post-trascrizionali.