Le nématode à kyste du soja (NCS) est l'une des maladies dévastatrices du soja dans le monde. La résistance de la plante hôte est la méthode la plus économique et la plus efficace pour contrôler la maladie du SCN.

Cependant, la résistance au SCN est un trait multigénique et quantitatif du soja, et la plupart des sources de résistance sont facilement brisées en raison de la plantation à long terme des mêmes cultivars. Par conséquent, il est urgent de comprendre en profondeur le mécanisme de résistance, de développer des ressources génétiques multi-résistances et de sélectionner des variétés multi-résistances.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Wang Congli de l'Institut de géographie et d'agroécologie du Nord-Est de l'Académie chinoise des sciences a, pour la première fois, utilisé la technologie de séquençage du transcriptome sur toute la longueur (FLTS) pour étudier la résistance du SCN dans le soja.

Cette étude a été publiée dans Frontiers in Plant Science .

La technologie FLTS de troisième génération peut lire directement la séquence complète de la molécule d'ARN sans interruption. Il présente également les avantages de l'analyse quantitative des gènes et des transcrits en même temps.

Les chercheurs ont confirmé un nouveau génotype de sélection de soja 09-138 (rhg1a + Rhg4b), qui est résistant à la race 4 SCN hautement toxique (SCN4) mais sensible au SCN5 avec moins de virulence.

L'analyse FLTS de 9 bibliothèques d'ADNc de 09-138 avec SCN4, SCN5 et des traitements de contrôle a démontré une moyenne de 6,1 Gbp de données propres pour chaque bibliothèque, un total de 1 117 nouveaux gènes et 41 096 nouveaux transcrits.

Grâce à l'analyse structurelle des nouveaux transcrits, les chercheurs ont découvert que la modification post-transcriptionnelle, telle que l'épissage alternatif (AS), la polyadénylation alternative (APA), les gènes de fusion et l'ARN long non codant (lncRNA) étaient impliqués dans la réponse de défense.

Les chercheurs ont découvert que les éléments de réponse au stress, les voies de transduction des signaux des hormones végétales et les voies d'interaction plante-pathogène étaient impliquées dans les réponses de défense contre la résistance ; et les modifications de la paroi cellulaire et les voies métaboliques liées aux processus biologiques des glucides ont été impliquées dans la réponse sensible, tandis que la voie de biosynthèse du phénylpropane a été impliquée dans la réponse résistante et sensible.

L'analyse des interactions protéine-protéine combinée à des gènes différentiellement exprimés (DEG) a montré, pour la première fois, que la réponse incompatible avec SCN4 activait les interactions entre les kinases MAPK/KK/KKK, le facteur de transcription WRKY et la calmoduline VQ pour réguler la défense de résistance. Un modèle de défense associé à MAPK-WRKY-VQ a été établi pour la résistance au SCN dans le soja.

Ces résultats montrent que le séquençage du transcriptome complet fournit un outil puissant pour étudier les mécanismes de défense des plantes au niveau de la transcription et des modifications post-transcriptionnelles.