HLBによる移植片接種に対する反応の縦断的トランスクリプトーム、プロテオーム、メタボローム解析

Longitudinal Transcriptomic, Proteomic, and Metabolomic Analysis of Response to Graft Inoculation by .

• John S Ramsey
• Elizabeth L Chin
• Juan D Chavez
• Surya Saha
• Darya Mischuk
• Jaclyn Mahoney
• Jared Mohr
• Faith M Robison
• Elizabeth Mitrovic
• Yimin Xu
• Susan R Strickler
• Noe Fernandez
• Xuefei Zhong
• MaryLou Polek
• Kris E Godfrey
• James J Giovannoni
• Lukas A Mueller
• Carolyn M Slupsky
• James E Bruce
• Michelle Heck

抄録

黄龍冰（HLB）に関連する細菌性病原体である（Las）に感染した柑橘類の木を無症状で検出することは、病気の広がりを制御するために非常に重要である。感染した柑橘類の木が間接的に病気を検出するための全身シグナルを発するかどうかを調べるために、レモン()の木にLasに感染した芽材または対照の(Las-)芽材を接ぎ木接種し、葉のサンプルを46週間にわたって縦断的に採取し、Las感染に関連した植物の変化を分析しました。葉から抽出した RNA、タンパク質、代謝物のサンプルは、それぞれ RNA-Seq、質量分析、および H NMR 分光法を用いて分析した。移植後 2 週間（wpg）の時点で、Las 感染植物と対照植物の間で、特定の転写物、タンパク質、代謝物に有意な差が観察された。また、Las 感染植物と対照植物のトランスクリプトームとプロテオームの間に最も劇的な違いが見られたのは、10 wpg の時点であった。このような統合的なアプローチにより、Las 感染植物の葉における植物分子の変化を定量化することは、未感染の柑橘園への HLB の蔓延を抑制するための取り組みの一環として、病気の前段階または早期発見のための診断技術の開発を支援するものである。

Presymptomatic detection of citrus trees infected with (Las), the bacterial pathogen associated with Huanglongbing (HLB; citrus greening disease), is critical to controlling the spread of the disease. To test whether infected citrus trees produce systemic signals that may be used for indirect disease detection, lemon () plants were graft-inoculated with either Las-infected or control (Las-) budwood, and leaf samples were longitudinally collected over 46 weeks and analyzed for plant changes associated with Las infection. RNA, protein, and metabolite samples extracted from leaves were analyzed using RNA-Seq, mass spectrometry, and H NMR spectroscopy, respectively. Significant differences in specific transcripts, proteins, and metabolites were observed between Las-infected and control plants as early as 2 weeks post graft (wpg). The most dramatic differences between the transcriptome and proteome of Las-infected and control plants were observed at 10 wpg, including coordinated increases in transcripts and proteins of citrus orthologs of known plant defense genes. This integrated approach to quantifying plant molecular changes in leaves of Las-infected plants supports the development of diagnostic technology for presymptomatic or early disease detection as part of efforts to control the spread of HLB into uninfected citrus groves.