在高粱COMT中，病原体和干旱胁迫影响细胞壁和植物激素信号，从而形成宿主的反应bmr12突变体

背景

随着全球气候变化的影响加剧，生物和非生物压力的相互作用日益威胁着当前的农业实践。次生细胞壁是抵抗这些压力的先锋。镰刀菌素thapsinum(镰刀菌)和Macrophomina phaseolina(炭腐)对耐旱C4草，高粱(高粱二色的(l)Moench)，导致蒸腾减少，光合作用减少，倒伏增加，严重降低产量。干旱会放大这些损失。高粱单木酚生物合成中的两个缺失等位基因(棕色中肋6-ref，bmr6-ref；肉桂醇脱氢酶;而且bmr12-ref；以咖啡酸o -甲基转移酶(COMT)为研究对象，研究其与水限制的相互作用f . thapsinum或m . phaseolina感染。

结果

的bmr12在两种浇水条件下，接种这两种病原体的植株水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)水平均有所提高，与充足浇水相比，在限水条件下，病变大小显著减小，这表明干旱可能是诱导病原体抗性的主要因素。RNA-Seq分析发现与病原体感染相关的共表达基因。防御反应包括植物激素信号转导途径、初级和次级细胞壁生物合成基因以及编码剪接体和蛋白酶体成分的基因。

结论

次生细胞壁组成的改变通过影响酚类成分和植物激素信号传导来影响免疫，从而导致防御途径的作用。其中一些途径似乎被干旱激活或增强。SA和JA信号转导中次生代谢产物的合成和修饰可能与启动水限制下更强的防御反应有关bmr12植物。

大田作物经常面临许多非生物和生物压力源以及具有挑战性的环境条件，随着气候变化的影响日益严重，这些压力将继续加剧。高粱(高粱二色的(l)门恩克]耐热耐旱，需要低氮和低水投入，在世界范围内作为主要粮食作物、生物燃料原料和动物饲料种植[1，2，3.，4，5］．尽管它对许多常见的压力源具有弹性，但几种真菌柄病原体威胁着它的生产。本研究的目的是评估在水分充足和干旱条件下木质素改变的品系是否对真菌病原体更敏感或更抗性。

镰刀菌素thapsinum克利提奇，J.F.莱斯利，P. E .纳尔逊和马拉斯1997 (=赤霉菌属thapsina克利提奇，J.F.莱斯利，P. E纳尔逊和马拉斯1997)和Macrophomina phaseolina(Tassi) Goid. 1947是高粱茎部真菌病原体，可引起倒伏并导致产量损失，特别是在干旱条件下。这些真菌分别是镰刀菌秆腐病和炭腐病的病原。两种植物均可内生生长(无症状)，后者的寄主范围非常广泛，有800多种寄主植物[6］．一些分离的m . phaseolina能在超过40°C的温度下存活[7，8，9，10］．这两种病原体都被称为坏死性病原体，但在切换到坏死性阶段之前可能会经历一个生物营养期[6，11］．秆腐病是对生产危害最大的病害，在某些地区发病率可达100% [12]，这可能会导致倒伏，并因收获困难而导致大量生物量损失[13］．

次生细胞壁木质化是植物胁迫反应的重要组成部分。木质素提供机械支持和一个刚性，疏水屏障对抗疾病，草食，和非生物的压力。木质素是一种复杂而多样的交联聚合物，其生物合成通过苯丙氨酸解氨酶(PAL)途径进行，将初级代谢与次级代谢联系起来[14，15］．苯丙类化合物是木质素的前体。1)．苯丙烷途径中的中间产物可能进入多种代谢途径，启动信号转导网络，导致防御反应和对食草动物和病原体的抵抗[16，17，18，19］．已证明，过度表达SbMyb60，一种控制单木酚生物合成的转录因子，影响酚含量和次生细胞壁组成。过度表达的植物SbMyb60改变了初级和次级代谢和防御途径。这些包括富含亮氨酸的重复结构域蛋白(LRRs)，细胞色素p450结构域蛋白(Cyp450)，氧化还原活性蛋白，以及DNA复制和修复相关蛋白，突出了次级细胞壁对防御反应的影响[14］．

在谷类草中，布朗中脉突变体具有典型的红褐色叶中脉，并在合成木质素的能力受损。已在高粱和玉米中克隆并鉴定了8个赋予棕色中脉表型的基因座，以及参与单木酚生物合成的酶的编码[20.，21，22，23，24，25，26，27］．在高粱,布朗中脉（基础代谢率）-12年而且Bmr6编码两种酶，分别催化单木酚生物合成的最后两个步骤，咖啡酸o -甲基转移酶(COMT)和肉桂醇脱氢酶(CAD)(图。1)．这两个bmr6-ref而且bmr12-ref等位基因包含无义突变，导致功能完全丧失[23，28］．与野生型相比，这些突变体表现出木质素水平的降低和细胞壁内木质素组成的改变[28，29］．破坏单木酚生物合成的最后一个步骤被证明会导致可溶性和细胞壁结合的羟基肉桂酸的积累bmr6而且bmr12植物(28］．这些突变体促进了这些酶在疾病反应中的作用的检查。

尽管木质化受损基础代谢率突变体，实地研究始终表明，这些突变体对自然疾病发生和昆虫食草性的易感性没有增加[30.］．在一些高粱背景下，观察到易感性降低bmr6而且bmr12突变体(31，32］．突变体中bmr6对通常由真菌引起的炭疽病表现出增强的抵抗力炭疽菌sublineola嗯。Sacc。1904年& Trotter。从田间生长的茎髓bmr6而且bmr12发现植物可抑制实验室培养的秋粘虫的生长([Spodoptera frugiperda(J.E. Smith)(鳞翅目:夜蛾科))和玉米耳虫([近几年玉蜀黍属(体)(鳞翅目:夜蛾科)]，与野生型植物的髓相比，尽管这受到茎的生长条件的影响[30.］．的基础代谢率跨多种遗传背景的突变体降低了田间种植的谷物感染的发生率镰刀菌素而且链格孢属物种(32，33，34］．酚类物质的积累bmr6而且bmr12可能与对这些真菌病原体的耐受甚至增强抗性和对食草性有关。浓度比在基础代谢率这些酚类化合物限制了一些突变体的生长镰刀菌素体外测试的物种[35］．

目前的研究测量了Tx430野生型的病变形成，bmr6而且bmr12植物接种f . thapsinum而且m . phaseolina接种后第3天和第13天(DAI)。人们发现bmr12真菌接种对植株的损伤长度有明显的抑制作用，但仅限水条件下有效。这表明干旱可能通过激活泛化防御途径来驱动启动效应bmr12植物。这种启动效应可能有利于阻止疾病进展。的bmr12植物的可溶性酚类物质和壁壁酚类物质水平发生改变，应激激素茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)水平升高。由此可见，酚类物质的代谢被改变了bmr12突变可能导致某些应激反应的本构表达。为了研究这一点，对接种后即刻(0 DAI)、病发起始(3 DAI)和病发扩张(13 DAI)的植物组织进行了基因共表达网络分析。我们鉴定了在蛋白质转换、信号转导以及初级和次级代谢方面富集的共表达模块，这些共同表达模块可能有助于增强疾病反应bmr12．

的反应bmr12和野生型植物一起接种秸秆致病菌f . thapsinum而且m . phaseolina

丰水限水Tx430野生型和近等基因型bmr6而且bmr12在花期植株的花梗处接种f . thapsinum，m . phaseolina，或马铃薯葡萄糖肉汤(PDB)。在启动阶段开始限制水分，只有当土壤湿度低于25%时才给植物浇水，这是由10HS湿度传感器(Decagon Devices)用U30 Shuttle (Hobo)探头测量的。在接种后3天(损伤起始)和13天(损伤延伸)测量了损伤形成，这是植物对损伤的反应，其特征是沿花序梗长度的色素沉着。这试验是破坏性的。分别在DAI为0、3、13时对不同植株同时接种的组织进行了测量(图2)。2)．

病变长度数据拟合为混合线性模型(表2)1)．植物基因型、接种处理和DAI对病变长度的影响显著(p≤0.04)。仅用水处理的主要效果无统计学意义(p= 0.16)，但与DAI(基因型:DAI)的相互作用以及DAI与植物基因型(水处理:DAI:基因型)的三方相互作用显著(p≤0.04)。在DAI 3时，治疗组之间没有发现显著差异(图2)。3.)．在13 DAI时，在指定的实验条件下，病变长度有显著差异。当比较m . phaseolina-在水分充足的条件下接种植物，bmr6[最小二乘法(LSM)±标准误差(SE): 93.3±14.7]的平均病变明显小于野生型(156.4±26.6)(p= 0.041)，而病变产生于水分充足的f . thapsinum接种过的bmr6(98.3±13.3)均小于同样处理的野生型(156.0±30.4)(p= 0.09)。考虑接种量和植物基因型相同的两种水处理，bmr12限水条件下的植物(f . thapsinum: 70.2±20.0;m . phaseolina: 46.6±24.3)的平均病变长度明显短于在充足水条件下接种相应病原体时(f . thapsinum: 161.2±20.0;m . phaseolina: 197.4±26.2)(p< 0.01)(图;3.)．因为bmr12在水分限制条件下，植物对每种病原菌的抗性均高于野生型植物，进一步分析了该品系。同时,f . thapsinum因为这种病原体在内布拉斯加州的高粱上更常见m . phaseolina．

3 DAI时酚类物质和植物激素的测定

病变的形成必然与苯丙类代谢有关。在3 DAI时，羟基肉桂酸在野生型和bmr12接种后3dai取样的组织f . thapsinum与PDB在两种浇水条件下(图。2，附加文件1)．由于组织可用性有限，没有足够的个体样本来有意义地确定干旱和疾病的相互作用，以及图中的比较。4均以基因型表示。每个点都标记了接种和浇水条件(图。4)．

的bmr12植物的辛酸水平显著升高，与图中提出的模型相反。1，这预示着所有的sinapoyl基团的合成都会受到损害bmr12．感染的野生型植物f . thapsinum可溶性丁香酸浓度显著高于pdb接种对照组;然而,bmr12植物则不然(图;4B)，由于丁香酸的生产受损bmr12植物(图。1)．的bmr12如前所述，植物的壁结合和可溶性丁香醛、丁香酸和4-香豆酸水平下降[28(图。4)．

植物激素启动信号转导级联，包括那些活跃的防御。在3 DAI取样的组织中筛选了广谱的植物激素，与羟基肉桂酸取样的组织相同。的bmr12植物的水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、赤霉素A19 (GA19)的水平也显著升高，而壁合和可溶性丁香酸的水平也显著降低。4A).仅在12株植物中检出了IAA-Aspartate (IAA-Asp)，其中9株接种f . thapsinum其中3只接种PDB，但接种效果不明显f . thapsinum经卡方检验(p= 0.16)(附加文件1)．

相关图显示了与基因型、病变长度和生理相关的酚和植物激素趋势(图2)。5)．

网络分析强调了选择性剪接、蛋白质转换和苯丙类化合物在疾病反应中的作用

野生型,bmr6,bmr12接种真菌或PDB的植株在3 DAI时取样，以确定增加抗性的候选早期基因．然后，该研究扩大到野生型和13 DAIbmr12与f . thapsinum如上所述，两种浇水处理下的PDB和PDB接种。2)．用WGCNA进行共表达分析。将基因分配到共表达模块，并计算该模块的第一主成分与在相同植物上测量的生理性状(和代谢物水平，在3 DAI)的相关性。模块由WGCNA任意分配颜色名称。苯丙类基因的qPCR验证证实了RNA-Seq数据的表达模式15)．

在WGCNA中使用Pearson相关计算了来自同一植物的RNA-Seq样本的生理性状和代谢物测量值的基因表达相关性。然后，这些相关性按照行(基因)和列(性状)进行分层聚类，以识别来自所有日子的组织样本中的这些相关性模式(图2)。6)．基因通过与病变长度的相关性进行鉴定，如表所示2．由于干旱对植物的潜在启动效应，启动基因成为研究的热点bmr12。与大小病变强烈正相关的基因也是感兴趣的，特别是如果它们与接种无关的话。

来自病变相关亚群的基因(表2)以三个关键模块表示:绿色、红色和浅绿色，包含与防御反应相关的基因(图2)。7)．完整的模块特征基因表达数据可以在附加文件中找到5．在无花果。7，每个点表示样本中某个模块相对于log的表达式₂-转化病变长度。中暗绿松石模块的相对表达量较高bmr12不论病变长度。

假定启动和较小的病变相关基因与bmr12第0天组织样本的基因型(图;6A、附加文件3.而且4)．在3 DAI位点，启动基因与辛酸和辛酸聚集在一起f . thapsinum接种后，虽然对辛酸升高有反应f . thapsinum未检测到接种。这可能意味着它们激活了相似的通路。辛纳皮酸水平升高bmr12在3 DAI取样的组织中(图4一个)．在3 DAI时，较小的病变和易感基因也倾向于在开花天数、限水处理和bmr12(无花果。6B)．最后，启动基因与水分限制、开花时间和13 DAI时光周期长度的变化聚集在一起(图2)。6C)启动基因与f . thapsinum感染和限水治疗。在为期3天的荟萃分析中，较短的病变相关基因与bmr12、PDB接种量、开花时间、光周期长度变化。

DAI 3位点的共表达模块与接种量和开花时间相关

在3 DAI时，各模块的光合作用和植物激素信号转导富集量与损伤长度呈负相关

绿松石模块与病变长度呈负相关，与PDB接种量呈正相关(附加文件3.)．它在光合作用(光系统I和II，天线蛋白，叶绿素生物合成和碳固定)，初级代谢，核糖体蛋白和过氧化物酶体(表3.，附加文件4)．较小的病变基因也与开花时间呈正相关，bmr12PDB(附加文件2,无花果。6C)。

棕褐色和黑色模块特征基因与PDB呈正相关，与病变长度呈负相关。tan模块富集剪接体，包括剪接体蛋白和外显子连接复合物。黑色模块富集了与植物激素信号转导相关的基因，包括编码几个核心JA信号组件COI、JAZ、JAR1和MYC的基因，ABA信号传感器PP2C30，以及IAA信号组件TIR1、IAA15和GH3.8(附加文件)4)．该模块中编码苹果酸脱氢酶的基因(Sobic.001G073900)与开花时间和开花时间呈正相关bmr12，与病变长度、IAA、GA53含量呈负相关。接种量对该苹果酸脱氢酶的表达水平无影响。

绿黄模块特征基因与PDB接种和开花时间呈正相关。该模块对淀粉和蔗糖代谢以及氨基糖和核苷酸糖代谢进行了丰富。该模块包含预测的易感基因，包括一个casp样蛋白2A1同源基因(sobicc . 006g037300)和一个胁迫响应的a /B桶结构域同源基因(sobicc . 008g035400)。

鲑鱼模量与PDB接种量和开花时间呈正相关。鲑鱼模块富集苯丙类生物合成，包括四种过氧化物酶，PAL, CCoAOMT和CCR1(附加文件)3.)．SbCAD5肉桂醇脱氢酶(sobicc . 007g076000)是该模块的候选易感基因。

浅青色和暗绿松石模组与之相关bmr12(在0 DAI)。在这些模块中未检测到明显的KEGG富集。浅青色模块特征基因也与ABA和SA含量、较短的病变和开花时间呈正相关;暗绿松石模块也与植物的酚类和激素特征呈正相关bmr12(无花果。7，附加文件3.)．

在3 DAI时，与真菌接种相关的模块中富集了初级代谢、蛋白质代谢和钙介导的信号转导

洋红色模块与正相关f . thapsinum而且m . phaseolina接种量、病变长度、GA53和可溶性苹果酸。推测磺基喹诺酮转移酶(sobicc . 002g000600)是一个与可溶性sinapic酸水平正相关、与脱落酸含量负相关的启动基因。

白色模块富集碳代谢。它含有谷胱甘肽s -转移酶(GST) (sobicc . 001g318900)、GDSL酯酶/脂肪酶(sobicc . 003g018800)和过氧化氢酶(sobicc . 004g0115660)的基因编码，这些基因都是假定的启动基因，表明对氧化应激的反应。GST和GDSL酯酶/脂肪酶与辛皮酸含量呈正相关。白色模块还含有早期反应lrr样基因(Sobic.010G217400)和SbTCP5(Sobic.002G198400)，与水限水性呈强正相关。

浅绿色模块富含类黄酮生物合成(查尔酮合成酶1、2、4、6和7)、ER中的蛋白质加工、蛋白酶体和过氧化物酶体。一些黄酮类相关酶的编码基因，包括查尔酮合成酶4 (sobicc . 005g136300)和6 (sobicc . 005g137300 /)，一个丁香酚o -甲基转移酶样(sobicc . 007g058800)和一个推测的黄酮2-羟化酶(sobicc . 002g000400)，被确定为推测的启动基因。早期反应tricin合成酶(sobick . 007g218700)与水限制密切相关。浅绿色模块还含有rga3样抗病蛋白(sobicc . 007g058800)，这也是一个假定的启动基因。该模块的早期真菌反应基因包括致病相关的索马汀样蛋白(sobick . 001g145700)和查尔酮合成酶I (sobick . 005g137000)。此外，3个预测的几代质酶(Sobic.005G084300、Sobic.006G132400和Sobic.009G130100)和4个致病相关(PR)蛋白(Sobic.001G145700、Sobic.002G023300、Sobic.005G169200和Sobic.005G169400)是该模块的早期反应基因，突出了植物-病原体在细胞壁上的相互作用。这些几丁质酶与致病反应蛋白相关镰刀菌素几丁质酶Sobic.009G130100和Sobic.006G132400与三个时间点的限水处理相关。

绿色模块通过钙依赖性蛋白激酶和钙调素依赖性信号转导级联富集了植物病原体的相互作用(附加文件)3.)．该模块还包含了推测的启动基因，包括一个受体激酶样基因(Sobic.002G195800)，该基因与可溶性辛酸和可溶性阿魏酸含量呈正相关，与可溶性羟基苯甲酸含量呈负相关。在该模块中，一个脱落胁迫成熟蛋白3样基因(sobicc . 006g078400)也被鉴定为可能的启动基因。绿色模块中的早期真菌反应基因还包括一个LRR蛋白(sobicc . 005g060900)、一个过氧化物酶(sobicc . 009g033300)和一个几代质内源性酶(sobicc . 006g132500)，以及一个植物激素信号转导基因，如NPR1同源物(sobicc . 003g032000)、一个AP2/ERF转录因子、SbEREB93(sobicc . 006g168100)， pp2c样基因(sobicc . 001g462800)，钙依赖性蛋白激酶(sobicc . 004g279100)。

暗橙色模块包含一个花青素5,3- o -糖苷转移酶(sobicc . 003g287600)和一个类黄酮3 ' -单加氧酶(sobicc . 004g200800)作为推测的启动基因。

3 DAI时，F. thapsinum相关模块的氧脂素代谢、病原体反应因子、蛋白质周转率和核糖体蛋白富集

红色、橙色、钢蓝和灰60模块与f . thapsinum接种。红色模块的中心代谢、α -亚麻酸代谢(参与氧脂素生物合成，包括三种OPDA还原酶，OPDA生物合成的提交步骤)、吞噬体、内质网中的蛋白质加工、苯丙类生物合成、蛋白酶体亚基、半胱氨酸和蛋氨酸代谢(包括ACC氧化酶，乙烯生物合成的第一个提交步骤)和柠檬酸循环。其中含有一个编码乙酰血清素甲基转移酶的基因(sobicc . 005g216100)，与限水性呈正相关，是一个早期反应基因。红色模块还包含启动基因，包括一个与水限制有关的dirigent蛋白样同源基因(sobicc . 005g101600)。该模块还包含两组在同一染色体上直接相邻的PR蛋白(Sobic.001G401100和Sobic.001G401200;Sobic.001G400700、Sobic.001G400800、Sobic.001G400900)。sobick . 001g400800和sobick . 001g400900为推测引物基因，sobick . 001g401100和sobick . 001g401200为早期反应基因。该模块中包含的另一个早期反应基因是漆酶(Sobic.005G215300)bmr12跨越三个时间点。在该模块中发现了4个lrr样基因(Sobic.004G124200、Sobic.005G126200、Sobic.010G061300和Sobic.010G191750)。

橙色模块富集核糖体蛋白和RNA转运(翻译起始因子和核孔复合物的组分)，并包含一个推测的分泌过氧化物酶(sobicc . 007g014200)，该酶被鉴定为一个较大的病变基因。钢蓝色模块用于核糖体蛋白(大亚基和小亚基的组成部分)和核糖体生物发生，包括小核仁核糖核蛋白(附加文件)3.)．它含有一个PR蛋白的早期反应基因(Sobic.002G105300)。grey60模块富含核糖体蛋白、谷胱甘肽代谢和糖酵解(附加文件)3.)．

RNA转运、剪接体和蛋白质转换途径在3 DAI时与菜豆相关的模块中富集

只有较少的模块与m . phaseolina与接种模相关联的特征基因比较f . thapsinum或者两种真菌都有。m . phaseolina接种与棕色、深绿色和青色模块特征基因相关。棕色模块用于RNA运输(真核翻译起始因子;eIFs)，泛素介导的蛋白水解(E3泛素连接酶)，蛋白酶体(蛋白酶体亚基)和剪接体(DEAD-box RNA解旋酶，剪接因子)。它包含7个构成病变基因中的5个，其中包括一个LG2转录因子样基因(Sobic.003G363600)。该模块还包括过氧化物酶47样蛋白(sobicc . 007g014200)，该蛋白不受基因型影响，但与可溶性阿魏酸和GA53呈正相关。异黄酮还原酶(sobicc . 003g104350)被鉴定为该模块的早期反应基因。SbCAD4(sobick . 002g195600)也与bmr6突变，证实了之前的研究确定该基因上调bmr6植物与野生型的比较[23，36］．深绿色和青色模块特征基因均未检测到富集。

3 DAI与其他生理特征相关的模块

鞍褐模组特征基因与水分充足处理呈正相关。它在内质网蛋白加工、植物-病原体相互作用(主要通过热休克蛋白)和剪接体中富集。这是唯一一个与水处理相关的模块。

午夜蓝模块特征基因与开花时间呈正相关。它富集DNA复制(MCM解旋酶复合物)，苯丙类生物合成，和谷胱甘肽代谢。它还含有一个假定的启动基因，查尔酮合成酶5 (sobick . 005g136200)。午夜蓝模块也含有转录因子SbGLK7(sobicc . 002g016300)，与限水性和限水性呈强正相关bmr12与可溶性苹果酸呈负相关SbMyb60(sobicc . 004g273800)，影响苯丙类生物合成和木质素形成[14，37］．SbCAD5(Sobic.004G071000)与bmr6-ref在此模块中，如前所述。

紫色模块与开花时间、JA和SA含量呈正相关。其富集包括氧化磷酸化(v型atp酶亚基A, A, c, c, D, e, F;f型ATP;cyt b-c1氧化酶)，碳代谢，TCA循环，丙酮酸代谢和吞噬体(26 s蛋白酶体亚基)(附加文件4)．蓝色模块与IAA-Asp、GA53、阿魏酸含量呈正相关。这是丰富的泛素介导的蛋白水解(泛素连接酶复合体;sumo和泛素偶联酶)，ER (ER相关降解复合物)中的蛋白质加工，叶酸(二氢叶酸还原酶)的一个碳池，以及mRNA监测途径(裂解因子;EJC, PP2A)(附加文件4)．

13 DAI的共表达模块对应生理性状，并将干旱和抗病性联系起来

绿松石模块与PDB和较小的病变相关，并且是唯一与13 DAI的接种量相关的模块。浅青色、紫色和深蓝绿色模块也与开花时间呈正相关。蓝色、黄色、棕色和淡绿松石模块与野生型相关。粉红色、暗红色和绿黄色模块与开花时间呈负相关。

13 DAI的多数启动基因与限水处理、光周期长度变化和开花时间呈正相关。在13 DAI(病变扩张)取样的组织中，与接种无关的生理性状的相关性主导了模块性状关系。在第13天采样的组织中，这些生理过程以天蓝色、深橙色、绿色、宝蓝色、浅绿色、白色、午夜蓝和红色模块表示，并与开花时间呈正相关。黑色、紫色、浅青色、暗蓝绿色模块与花梗直径呈负相关，棕色模块与花梗直径呈正相关。

在0 DAI时，与特定基因型相关的共表达模块

基因型和开花时间与在0 DAI取样的组织中鉴定的几个表达模块密切相关。这些关系可能代表了初始转录本库，决定了真菌接种时遇到的细胞环境，并可以形成早期宿主-病原体相互作用(附加文件)3.)．

在0 DAI时，富含初级代谢、核糖体蛋白和植物激素信号转导的模块与bmr12相关

品红色模块用于核糖体蛋白、氨基酸生物合成、RNA转运、氧化磷酸化和氨基酰基-RNA生物合成。本模块包括大小核糖体蛋白、真核起始因子(eIF)、f型和v型atp酶亚基以及NADPH脱氢酶同源物。推测磺基喹诺酮基转移酶sobicc . 002g000600与低平均湿度和开花时间相关。

棕褐色、黑色和紫色模块特征基因与花梗直径呈负相关。黑色模块包含几个较小的病变相关基因，包括一个假定的苹果酸脱氢酶(Sobic.001G073900)。黑色模块在JA、IAA和ABA通路中富集，与植物激素信号转导相关bmr12在0 DAI。这证实了在bmr12然而，植物在3 DAIbmr12IAA和ABA水平均未升高。紫色模块特征基因与开花时间相关。

在0 DAI时，剪接体成分在与野生型相关的模块中富集

黄色模块富集剪接体(剪接体蛋白和剪接因子)和RNA转运(核孔复合物蛋白，eif1,4,5)，一个可能的蛋白磷酸酶2C (PP2C)样基因(sobicc . 004g332900)是该模块的潜在易感基因，该基因与播种期较长的光周期呈正相关，与开花时间呈负相关。

元分析:与生理特征的共识关联

为了评估所有三天的特征，在WGCNA上进行了荟萃分析。暗绿松石模块与bmr12基因型(无花果。7)．它含有两个AP2/ERF转录因子，SbEREB110(Sobic.007G077300)和SbEREB107(Sobic.007G077001)。在所有的时间里，黑色模块内的开花时间(FT)样正交正交物(sobicc . 010g164200)与bmr12．在品红模块中，推测的硫基喹诺酮基转移酶sobicc . 002g00060与之相关bmr12．粉红色、淡绿松石色、棕色、暗红色、紫色、黑色和暗绿松石色模块特征基因与植物生理性状(包括开花时间和花梗直径)保持一致的关联(附加文件)3.)．

细胞壁和单木质素相关基因对非生物和生物胁迫的反应

单木酚突变体的研究需要关注干旱和病原体感染对细胞壁过程的影响。许多原代细胞壁的表达[38]和单木质素生物合成基因与真菌接种和/或水限制相关(附加文件3.)．既限水处理又f . thapsinum接种与三磷酸腺苷合酶I (Sobic.007G218700，淡绿色)和乙酰血清素o -甲基转移酶I (Sobic.005G216100，红色)表达呈强正相关。两个产量蛋白(细胞壁松动蛋白)(Sobic.002G055600，红色，和Sobic.002G055700，红色)是早期基因(表2)2)与…有关m . phaseolina接种3代。与真菌感染相关的酚类生物合成基因包括两个丁香酚o -甲基转移酶同源物(sobicc . 007g058800，浅绿色和sobicc . 007g059100，红色)和4-香豆酸辅酶a连接酶1 (4CL1) (sobicc . 007g089900，红色)。来自暗红色模块的糖原糖基转移酶(sobics . 001g479800)和纤维素合成酶(sobics . 001g021500)是构成性病变基因。

细胞壁的成分也与特定的基因型相关，突出了单木质素生物合成突变对细胞壁不同成分的影响(附加文件3.)．一种膨胀蛋白(sobick . 003g112100，暗绿松石)与血凝素含量呈正相关bmr12变异与开花时间相关，与花梗直径负相关。这种膨胀素还与可溶性丁香酸、丁香醛和4-香豆酸水平的降低，以及可溶性4-羟基苯甲酸和辛酸水平的升高有关。如前所述，的表达式Bmr12而且Bmr6基因(sobick . 007g047300，未配位，sobick . 004g071000，午夜蓝)在各自突变等位基因的系中被减少。然而，表达水平Bmr6基因位点与bmr12无效等位基因。值得注意的是，2个CAD基因(Sobic.010G071800，青色)和Sobic.002G195400，红色)的表达与基因表达呈显著正相关bmr6突变。

转录因子可能与胁迫耐受性有关

在Grassius数据库中，共有583个转录因子在WGCNA鉴定的模块中表达2)．表中列出了已知参与胁迫耐受或细胞壁的转录因子4．9个转录因子被分配到预测其靶标将被富集的模块中(附加文件)2)．鞍褐色模块中的热休克转录因子，SbHSF4(Sobic.001G243000)和SbHSF11(sobick . 002g271100)，均与水分充足处理呈正相关。他们预测的目标被丰富用于ER中的蛋白质加工和植物病原体相互作用。预测的目标SbDOF23(Sobic.006G267900，蓝色)，锌指转录因子也在蓝色模块中，并通过叶酸富集泛素介导的蛋白水解和一个碳池。在红色模块中，SbWRKY85(sobicc . 009g234100)是一个推测参与启动的转录因子，来自发病相关富集类别的几个基因也是该模块中的早反应或启动基因(附加文件)4)．

中介复合物的组分可能与病变反应有关

中介复合物是一组基础转录因子，协调RNA pol II与基因特异性转录因子的相互作用。中介复合物最初被发现参与生长和发育，在苯丙类代谢、免疫和非生物应激耐受性中的作用越来越引起人们的兴趣[39，40，41，42］．在这项研究中，几个编码中介亚基的基因与对药物的反应有关f . thapsinum而且m . phaseolina而其他的仅与病变长度相关。SbMed36a(Sobic.004G349700，钢蓝)与f . thapsinum在3 DAI取样的组织中，与m . phaseolina。SbMed14a(Sobic.002G153700，粉红色)正相关m . phaseolina接种。的表达SbMed25a(Sobic.002G164200，淡绿色)与病变长度呈正相关，与真菌接种无关。SbCyc1(sobicc . 002g256200，蓝色)是Mediator复合物中的cyclin组分，在3 DAI和3 DAI取样的组织中，与病变长度呈负相关SbMed30(Sobic.006G051900，浅绿色)与3 DAI取样组织中病变长度呈正相关。

本研究的目的是研究细胞壁修饰对干旱适应机制的影响，并确定在干旱适应过程中促进或阻止病变发展的潜在机制和途径m . phaseolina或f . thapsinum感染．

细胞壁是应激监测和反应的枢纽，而单木酚生物合成途径是一个广泛相互关联的代谢网格的组成部分，其操作可以影响广泛的其他途径[14］．初生细胞壁主要由多糖(纤维素和半纤维素)组成，而木质素是一种由酚醛亚基组成的疏水聚合物，由更坚硬的结构次级细胞壁组成[18］．复杂的调控层协调木质素的生物合成。它的不可逆沉积是发育阶段的一个功能，对非生物压力的反应，与微生物的相互作用，以及这些相互作用的任何协同作用。细胞壁完整性在免疫中的作用远不是直接的，但细胞壁的改变似乎允许植物重新谈判其在疾病三角中的位置(宿主易感性，病原体宿主范围和环境条件)[17］．许多系统中细胞壁生物合成中的突变体显示出构成性改变的防御信号，这对不同病理系统的植物免疫具有不同的影响[43］．

木质素含量的降低是纤维素生物燃料和饲料生产的一个关键目标，因此有必要研究还原木质素系对生物和非生物应力的稳健性。的基础代谢率突变计算机辅助设计而且COMT的的基因,bmr6而且bmr12(分别)，为研究木质素改变对高粱干旱和病害响应的影响提供了一个有价值的系统[22，23，44］．一些研究已经阐明了与高粱耐旱性有关的分子机制[45，46，47，48，49]，使高粱成为研究干旱反应机制及其对疾病反应的影响的合适系统。越来越多的证据表明，植物对同时施加的胁迫的反应方式不同于对单独施加的胁迫的简单反应的联合或交叉。50，51，52，53］．

细胞壁降解是许多植物-真菌相互作用的组成部分，细胞壁完整性的维持对植物的稳态和适应至关重要。m . phaseolina炭疽菌是木炭腐烂的坏死性病原体，也是最具破坏性的植物病原体之一，它编码大量分泌的细胞壁降解酶，可能有助于宿主感染[54］．一些镰刀菌素物种也被证明能编码细胞壁降解酶[55，56，57］．虽然基因组序列f . thapsinum是不可用的，有可能吗f . thapsinum也编码这些酶基于其病理和生活方式，像其他密切相关镰刀菌素物种(58］．

可以减轻环境条件影响的疾病控制方法，如灌溉，可以减少秸秆腐烂。然而，高粱通常生长在雨养条件下的边缘土地上，部分原因是其内源性耐旱性。抗茎秆腐病是一种受环境深刻影响的数量性状[12，59，60，61］．具体来说，qtl与抗f . thapsinum而且m . phaseolina解释相对较少的抗病性，从9%到30%不等，几个位点是环境特异性的。目前的发现支持了一致的观察结果，即尽管木质化减少，bmr6而且bmr12植物对常见的茎类病原体并不更敏感f . thapsinum而且m . phaseolina在真菌病原体感染下，在病原和干旱联合胁迫下。出乎意料,bmr12在13 DAI条件下，真菌接种限制水条件下的植株比浇水条件下的植株损伤时间短(图2)。3.)．本研究证实了使用的有效性基础代谢率茎秆腐病抗性育种中的突变体，并确定了其他潜在的候选途径，其改变可以增加抗性。

病变长度较短bmr12缺水条件下的植物表明，水分胁迫可能启动该基因型的广义防御反应[62］．启动(Priming)是指在没有诱导全面防御反应的情况下增强防御，使植物更好地准备应对次生胁迫[63］．这导致对病原体挑战更早和更强的免疫反应，并可表现为多种机制的组合，包括生物活性代谢物的产生、防御基因的上调和胼胝质沉积[63］．在目前的研究中，bmr12与野生型相比，植物中SA和JA的水平升高，羟基肉桂酸的特征也发生了改变。因此，木质素改性可能有助于增强应激反应，赋予增加的阻力。水限制可能会导致黄酮、ROS信号和乙烯信号的改变。这些途径可能协同反应疾病(图。8)．我们进行了共表达分析来进一步研究这些模式。

与真菌感染相关的共表达模块富集了参与植物-病原体相互作用的初级代谢、蛋白质代谢、苯丙类生物合成和ETI成分的通路。参与细胞壁维护的基因，包括苯丙类生物合成基因、漆酶和过氧化物酶，都参与了早期的防御反应。细胞壁改变和水限制的结合可能激活或与下游防御途径重叠，导致病变长度缩短。一些编码干旱响应蛋白的基因，如dirigent protein like ortholog (sobicc . 005g101600)，也与水限制有关。tricin合成酶I (sobick . 007g218700)和乙酰5 -羟色胺o -甲基转移酶I (sobick . 005g216100)的表达与水分限制有关F.thapsinum接种。类黄酮和苯丙类化合物是植物多种防御反应的重要早期成分[64，65，66，67，68］．在目前的研究中，编码查尔酮合成酶的几个启动基因与缺水有关，这表明它们在干旱诱导的免疫增强中具有潜在作用。在13 DAI时，大多数推定的启动基因与限水处理、日照长度和开花时间的变化有关。值得注意的是，这些基因包括sobicc . 002g000600(品红)，这是一种磺基喹诺酮基转移酶，其水稻同源物具有类黄酮糖基化活性[69，70］．水稻磺基喹啉基转移酶的过表达，SQD2.1,从而提高抗旱性。在目前的研究中，假定的磺基喹诺酮基转移酶sobicc . 002g000600与bmr120 DAI时限水。几种疾病反应性PR蛋白和几丁质酶与这些类黄酮生物合成酶共表达，表明它们具有协同反应。

在3 DAI与真菌感染相关的其他模块富集了核糖体蛋白、内质网中的蛋白质加工、泛素介导的蛋白水解和蛋白酶体，突出了蛋白质转换的巨大作用以及防御酶和其他防御蛋白的合成增加在病原体反应中。模块与bmr12在0时DAI也正相关f . thapsinumDAI为3，这表明这些模块可能具有有助于更早和更有效的抗性响应的成分。

植物与基础代谢率突变可以用混杂的正构物弥补其木质素生物合成的损伤。与zrp4样o -甲基转移酶基因(sobick . 004g128400，红色)强相关bmr12，这可能解释了为什么辛酸仍然在bmr12尽管假设植物失去了产生sinapoyl基团的能力(图。1)．同样，两个假定的CAD基因(Sobic.010G071800，青色和Sobic.002G195400，红色)与之相关bmr6，这表明了之前研究中所描述的代偿机制[23，36］．

镰刀菌素thapsinum感染导致野生型植物丁香酸水平升高，但在野生型植物中没有bmr12(正如预期的那样，因为它缺乏s -木质素生物合成;无花果。1)．这一结果表明，丁香酸可能在反应过程中产生f . thapsinum感染。丁香酸已被确定为一种潜在的毒力因子农C58C [71),尖孢镰刀菌f . sp。niveum［72］．镰刀菌素thapsinum可以征用野生型植物中的丁香酸，而在bmr12，可能会影响其产生更大病变的能力bmr12植物。酚类化合物可作为植物与某些微生物之间的信号分子[73]，提出了一种可能性，即除了这些代谢物对真菌生长的直接负面影响之外，抗病性可能是围绕苯丙烷代谢的信号事件的结果[35，74，75］．应激反应富集的模块包括茉莉酸信号成分、剪接体和过氧化物酶体bmr12(在0 DAI)。这证实了观察到的JA水平升高bmr12植物在3 DAI。

的bmr12在3 DAI取样的组织中JA和SA水平升高。JA和SA是具有防御作用的信号分子，其途径主要被理解为拮抗作用[76］．然而，在单子叶和双子叶中都有协同相互作用的情况[77，78］．例如，SA和JA之间的协同作用先前在大麦中已被描述，这导致活性氧(ROS)的产生[79，80］．在本研究中，与SA水平正相关的基因表达与JA水平一般不显著相关，反之亦然。然而，当基因与两种激素显著相关时，相关性具有相同的标志(附加文件)2)．

病原体善于操纵植物激素信号[81］．此前有报道称，宿主衍生的IAA偶联IAA-天冬氨酸(IAA- asp)有助于这两种细菌病原体的疾病进展两还有真菌病原体葡萄孢菌在拟南芥中，但目前尚无报道的宿主功能[82］．在本研究中，植物接种IAA-Asp有升高的趋势f . thapsinum但均未低于α = 0.1的显著性阈值。尽管如此，这一趋势表明IAA-Asp可能在其中发挥作用镰刀菌素高粱发病机理。在3 DAI采样的组织中，与IAA-Asp正相关的模块富集了与蛋白质转换相关的途径，包括热休克蛋白和泛素介导的蛋白水解。这一结果表明，IAA-Asp可能通过诱导热休克蛋白来参与应激反应，从而提高蛋白质的稳定性。热休克转录因子SbHSF4而且SbHSF11与预测靶点共表达，富集热休克蛋白。

除了这些防御和感染相关的激素，可溶性酚类物质也被认为是启动反应的一部分。治疗拟南芥氨基丁酸(BABA)是一种已知的抗病力启动剂，结果显示会改变酚类化合物的水平，包括辛酸、主要代谢物和氧脂素衍生的植物激素OPDA和JA [83］．在目前的研究中，34个假定启动基因中的19个与在3 DAI取样的组织中可溶性辛酸水平相关。推测引物基因聚集在辛酸和f . thapsinum接种后，芥子酸水平升高bmr12与野生型组织相比。然而，可溶性辛酸水平并没有升高f . thapsinum来华的组织。

干旱条件可能启动防御途径bmr12植物。在这项研究和之前的研究中，与防御启动有关的多种途径表明，可能有许多相互作用的方式来激活和调整这些途径，而干旱可能是启动的环境触发因素bmr12植物。

改变细胞壁结构可以研究干旱和疾病反应的代谢和转录组改变。单木酚生物合成酶已被证明与免疫系统的组成部分相互作用[84，85］．在目前的研究中，对单木酚生物合成途径进行了修改bmr12植物影响多种途径基因的共表达，包括植物激素信号转导、RNA和蛋白质加工和翻转、转录和翻译。特别是，原代和次生细胞壁生物合成基因的共表达模式和对干旱和疾病作出反应的假定调节途径指出细胞壁是防御、生长和发育之间复杂连接的位置。因此，干旱条件可能进一步引发了气候变化bmr12植物通过激活防御途径来抵抗疾病。单木质素突变系对某些疾病的敏感性并不高，甚至可能更强，这取决于环境条件。这种激活与启动相关的途径的方法也可能是一种增加作物抗病性的方法，同时为生物能源或饲料生产提供减少的木质素线。

种子的可用性

这些遗传库的种子由USDA-ARS，小麦，高粱和饲料研究单位维护和分发，内布拉斯加州大学林肯分校，NE 68583-0937，并将免费提供给每个书面申请的申请人。该版本的遗传材料保存在美国国家植物种质系统中，用于研究目的，包括新品种或栽培品种的开发和商业化。已释放的种子库存可根据要求或通过GRIN-Global获得。

水分充足和缺水植物的生长条件

高粱突变体bmr6而且bmr12，与野生型近等基因，在遗传背景RTx430之前已开发并由美国宇航局- ars，林肯，东北[86］．内布拉斯加大学(UNL)植物生长设施在温室中种植的种子。植物在25.4厘米直径的花盆中一年四季在高压钠灯的辅助下生长，花盆中含有1:2:1:1比例的土壤混合物:泥炭苔藓:蛭石:沙子。按随机分块设计，每盆1株，浇水条件为8个重复，按试验设计施用肥料-水混合物。当植物处于启动阶段时，水分限制就开始了。2)．浇水充足的植物每天浇水，而用水有限的植物只有在土壤湿度低于25%时才浇水，这是用U30 Shuttle (Hobo)的10HS湿度传感器(Decagon Devices)探头测量的。水分限制从开机阶段一直持续到组织收获。每个复制由48株生理成熟的高粱植株组成，代表三种基因型(野生型、bmr6,而且bmr12)、两种浇水条件(充分浇水和限水)、三种接种(肉汤、m . phaseolina,或f . thapsinum)和三个时间点(0,3和13 DAI)。收集8个这样的重复。的bmr12植物开花时间延迟[87]，导致一些植物如果在种植后140天还没有开花，就必须从实验中剔除，因为植物接种是在开花时进行的。22bmr12植物,五bmr6植物，并且没有野生型植物被从实验中剔除(附加文件6)．

接种、疾病评估和植物性状测定

牙签单独在室温(22-23℃)马铃薯葡萄糖肉汤(PDB)中分批培养(模拟接种)或接种来自真菌培养的琼脂圆盘(直径5毫米，每5 mL PDB一个圆盘)m . phaseolina或f . thapsinum在一半强度的马铃薯葡萄糖琼脂培养基上培养4天。的f . thapsinum分离株(H03-11S-9)最初来自美国东北部林肯的一个油田m . phaseolina(MP01-001)是G. Odvody(德州农牧农业生命研究和推广中心，科珀斯克里斯蒂)赠送的友好礼物。植物的接种方法是在花序梗上，在头部基部以下5厘米处产生一个小伤口，并将真菌或pdb培养的牙签插入伤口[88］．在0、3、13 DAI采集样本，采用以下破坏法:测量头长，取头，沿中间纵向切开梗，测量梗直径和病变长度。

温室数据的统计检验

在SAS编程环境中使用线性混合模型的PROC MIXED程序对温室病理数据进行了统计检验[89］．该模型以灌水条件×接种量×时间点×基因型与重复、重复×水分为随机变量进行交互。使用Levene检验对数据进行异质方差分析，并使用repeat /GROUP =选项进行适当调整。该脚本可在“附加文件”中获得7．

样本收集用于RNA-Seq和代谢物分析

从裂开的椎弓根的一半，在伤口周围(如果病变小于20mm)或从病变基部(如果病变长度等于或超过20mm)采集2cm的切片。从病变远端2cm的椎梗部分评估酚类物质和植物激素(图。2B和C)。

本研究分为两批测序。在第一批中，野生型的转录组，bmr6,bmr12植物接种f . thapsinum而且m . phaseolina， PDB模拟接种，在3 DAI进行测序。在第二批中，研究扩大到包括0和13个野生型DAI样本，bmr12，f . thapsinum和模拟接种植物。因为bmr12植物产生了意想不到的结果m . phaseolina内布拉斯加州的高粱上不太常见，bmr6而且m . phaseolina-感染的样本在0和13 DAI没有测序。在每个独特条件下，在第3和第13代DAI时至少采样3个生物重复(图2)。2C、附加文件1)．每个基因型×接种条件在0 DAI时只采样两个生物重复，假设样本采集的噪声会掩盖真菌暴露约30分钟(从接种到收获的时间)的信号。数字2详细说明了温室研究的设计，另外明确了后续分析的取样程序。

在3 DAI时，从一个子集中收集用于评估酚类物质和植物激素的样品bmr12野生型样本接种f . thapsinum和PDB(图;2)．并非所有样品中都检测到所有的植物激素。在未检测到植物激素的情况下，检测限(LOD)/√2的值被替换(附加文件1)，之后使用Wilcoxon秩和检验比较R编程环境中的组均值。替代值没有绘制。

样品制备

用于RNA-Seq和代谢物分析的茎柄样品均使用SPEX SamplePrep freeze Mill 6870 (Metuchen, NJ, USA)在液氮中研磨。对于RNA，每个样品使用TRIzol试剂(Invitrogen, Carlsbad, CA)提取50-100 mg，并用RNA Clean and Concentrator试剂盒(Zymo Research, Irvine, CA)纯化。纯化的RNA样本采用260/280比例定量，并将1-10 ng送到内布拉斯加大学医学中心基因组学核心设施(https://www.unmc.edu/vcr/cores/vcr-cores/genomics/index.html)作进一步处理。RNA完整性在UNMC使用Agilent 2100生物分析仪(Agilent, Santa Clara, CA)进行评估。使用QuantSeq REV 3’96条形码试剂盒(Lexogen, Vienna, Austria)构建文库，并在池化和测序之前在BioAnalyzer上进行质量检测。利用BioAnalyzer对文库片段进行分析;质量控制数据(RIN和片段大小)在附加文件中提供1作为WGCNA的“特质”矩阵。在每次运行中，样品在75个周期的Illumina NextSeq 500流式细胞的4个通道上进行多路复用。第一次测序包括在3 DAI上收集的样本，第二次测序包括在3 DAI内接种的额外PDB样本。野生型和bmr12充足的水和有限的水，模拟接种和f . thapsinum在Run 3中对0和13 DAI上-接种的样本进行测序。由于这些试验是分批进行测序的，并且不是每批都复制了每个条件，因此3个DAI样品与0和13个DAI样品之间的分离与测序运行相混淆。这反映在PCA图上样本的聚类模式(附加文件8)．当用DAI呈现图时，分离更明显。从时间点分析的样本中构建一个共识网络，以最小化这些批效应。序列数据在BioProject PRJNA573931下提交给SRA。对齐统计信息可以在附加文件中找到14．

RNA-Seq数据清洗和比对

条形码被移除，132-bp适配器被lexogen推荐的脚本修剪(附加文件9)．的读取是伪对齐的美国二色的基因组(v3.1) [90]从Phytozome下载[91使用kallisto v45(附加文件10) [92］．Kallisto .hd5文件通过tximport(附加文件10)．qPCR分析结果与RNA-Seq结果一致15而且16) [93］．

在DESeq2中进行了成对差异表达测试，但在每种测试条件下，结果均小于20个DE基因。执行这些比较的代码包含在附加文件中11．

网络分析

按照WGCNA作者的建议，Reads被预先过滤到含有cpm > 10的基因，并在DESeq2中进行原生方差稳定转换[94，95］．为跨越三个时间点的基因表达构建了一个共识网络(附加文件11)．在WGCNA教程中描述的第二个过程的修改中，DAI使用Pearson相关性在WGCNA中构造有符号网络(https://horvath.genetics.ucla.edu/html/CoexpressionNetwork/Rpackages/WGCNA/Tutorials/)，修改为三组[94，95］．使用Benjamini-Hochberg (BH)方法计算模块-性状Pearson相关性，并对错误发现率(FDR)进行调整[96，97，98］．

基因集分析

通过WGCNA识别的模块中的KEGG富集使用KOBAS中的Fisher精确测试计算(http://kobas.cbi.pku.edu.cn/)根据FDR与BH调整[99，One hundred.］．利用PlantTFDB计算TF富集(http://planttfdb.cbi.pku.edu.cn/) [101］．

次生代谢产物分析

植物激素分析是在UNL蛋白质组学和代谢组学设施进行的，遵循之前描述的程序[102，103，104］．

酚类分析如前所述[28]，并修改为使用Agilent 7890B气相色谱仪和5977A质谱仪集成系统进行检测，如附加文件所述12．

代谢物分析在R编程环境中进行(3.6.1)(附加文件13)．

温室工作的原始数据可在本手稿的附加文件中获得。序列数据已在BioProject PRJNA573931下提交给SRA。用于数据分析的所有脚本和R笔记本也可在本手稿的附加文件，并在https://github.com/khasinwsfru/bmr-drought．

阿坝:

脱落酸

基础代谢率:

布朗中脉

计算机辅助设计:

肉桂醇脱氢酶

CCoAOMT:

Caffeoyl-CoA O-methyltransferase

CCR:

Cinnamoyl-CoA还原酶

COMT的:

咖啡酸o -甲基转移酶

GA19:

赤霉素A19

GA53:

赤霉素A53

戴:

接种后天数

国际宇航科学院:

吲哚乙酸

IAA-Asp:

Indoleacetic acid-aspartate

是:

茉莉酸

OPDA:

12-oxo-phytodienoic酸

朋友:

苯丙氨酸解氨酶

PDB:

土豆葡萄糖汤

山:

水杨酸

WGCNA:

加权基因相关网络分析

作者感谢内布拉斯加大学林肯分校生物技术中心蛋白质组学和代谢组学设施的索菲·阿尔瓦雷斯博士进行激素分析。该设施和仪器由内布拉斯加州研究计划支持。

UNMC DNA测序核心设施得到了内布拉斯加州功能基因组学研究网络NE-INBRE P20GM103427-14，神经感觉系统分子生物学CoBRE P30GM110768，弗雷德和帕pamela巴菲特癌症中心- P30CA036727，根和根瘤菌创新中心(CRRI) 36-5150-2085-20和内布拉斯加州研究计划的部分支持。

作者感谢Ellie ys、Mark Kilts、Zach Duray、Zach Van Roy和Tammy Gries的技术支持，以及John Toy对温室种植谷物的种植和维护的技术支持。

本文中提及的商品名称或商业产品仅为提供特定信息的目的，并不意味着美国农业部的推荐或认可。这篇文章属于公共领域，不具有版权。可以自由转载，并注明出处。美国农业部(USDA)禁止在其所有项目和活动中基于种族、肤色、国籍、年龄、残疾，以及适用的性别、婚姻状况、家庭状况、父母状况、宗教、性取向、遗传信息、政治信仰、报复，或因为个人的全部或部分收入来自任何公共援助项目而存在歧视。(并非所有被禁止的基础都适用于所有项目。)需要其他方式交流项目信息的残疾人(盲文、大字体、磁带等)应致电(202)720-2600与美国农业部TARGET中心联系(语音和TDD)。投诉歧视，写信给美国农业部，民权办公室主任，1400独立大道，华盛顿特区20250-9410，或致电(800)795-3272(语音)或(202)720-6382 (TDD)。美国农业部是一个平等机会的提供者和雇主。

这项工作由农业和食品研究计划竞争基金资助。在美国农业部农业研究服务当前研究信息系统项目号3042-21220-033-00D的协助下，美国农业部国家食品和农业研究所的2016-67009-2542。资助机构在研究设计、数据收集和分析、发表决定或手稿准备中没有任何作用。

从属关系

1. 小麦、高粱和饲料研究单位，USDA-ARS，内布拉斯加大学东校区菲利厅251号，美国东北林肯，68583

   玛雅·哈辛，露易丝·f·伯恩哈德森，帕特里克·m·奥尼尔，内森·a·帕尔默，斯科特·e·萨特勒和迪安娜·l·尼尔-哈里斯

2. 内布拉斯加大学植物病理学系，林肯，NE, 68583，美国

   玛雅·哈辛，露易丝·f·伯恩哈德森，帕特里克·m·奥尼尔和迪安娜·l·尼尔-哈里斯

3. 内布拉斯加大学农学和园艺系，林肯，NE, 68583，美国

   Nathan A. Palmer & Scott E. satler

4. 美国农业部粮食与动物卫生中心贮藏产品昆虫与工程研究单位，曼哈顿，堪萨斯，66502

   艾琳·d·史高丽

5. 堪萨斯州立大学昆虫学系，曼哈顿，KS, 66502，美国

   艾琳·d·史高丽

贡献

DFH、SES、EDS和NAP构思并设计了这项研究。PFO对病理部分进行统计。LFB、MK、PFO进行病理实验。NAP和LFB对羟基肉桂酸进行了GC/MS分析。MK进行了RNA-Seq分析，并撰写了手稿的初稿。DFH写了病理部分。所有作者均已阅读并批准稿件。

相应的作者

对应到迪安娜·l·漏斗-哈里斯．

伦理批准并同意参与

不适用。

发表同意书

所有作者均参与了稿件修改，阅读并批准了所提交的版本。

相互竞争的利益

作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。

出版商的注意

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