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香蕉(Musa spp.)是一种重要的水果和粮食作物。目前全球香蕉产业正面临着由古巴尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc)引起的枯萎病的严重威胁。研究香蕉的抗病机理可为香蕉枯萎病的防治及抗病育种提供理论依据。数字基因表达谱(Digital gene expression,DGE)分析技术已经被广泛应用于包括香蕉在内的植物抗病机理的研究。然而,与香蕉枯萎病抗性相关的基因本体论数据库(Gene ontology,GO)条目和东京基因与基因组百科全书(Kyto encyclopedia of genes and geneomes,KEGG)途径的信息非常有限。本研究采用DGE分析了高抗香蕉枯萎病4号生理小种(Foc 4)的‘粤优抗1号’(Musa spp.AAA)和高感的‘巴西蕉’(Musa spp.AAA)的组培苗在接种病原菌前、后基因的差异表达,并采用维恩图筛选出与抗/感病性密切相关的基因、GO和KEGG条目。随着育种业的快速发展,植物新品种保护变得日益重要。而植物特异性、一致性、稳定性(Distinctness,Uniformity,Stablity,DUS)测试是新品种保护的技术基础与授权的重要依据。本研究以‘北大矮蕉’(Musa spp.AAA)为对照品种,对经辐射诱变处理后获得的3个新品种/系进行DUS测试,为培育优良新品种奠定基础。此外,还分别以高感的‘巴西蕉’和高抗的‘粤优抗1号’为对照,对HNAJ0106和HNAJ0219进行苗期抗病性鉴定。获得的结果主要如下:1.DGE测序分析(1)每百万reads中来自于某基因每千碱基长度的Reads数为3-15的基因数占总基因数的比重最多,约为37%。(2)接种病原菌后,抗、感品种差异表达的基因共955个,其中上调和下调基因数分别为575、380个,接种Foc 4分别引起抗、感品种32和193个基因差异表达,接种前、后二者的差异表达基因数分别为502、228个。Foc 4侵染后在‘粤优抗1号’和‘巴西蕉’中显著富集的GO条目分别有17、99条,接种Foc 4前、后两品种间显著富集的GO条目分别有223和122条;Foc 4侵染后抗、感品种中分别有14,51条KEGG通路富集;Foc 4侵染前、后两品种间分别有67,47条KEGG通路富集。(3)采用维恩图分别对上述差异表达的基因、富集的GO和KEGG条目与抗病性的关系进行了分析,结果表明:LOC103985110、LOC103977596等26个基因在感病品种接种病原菌后表达量上调,表明这些基因可能与香蕉感病性相关,而LOC103977837、LOC103973892等11个基因可能与香蕉的基础感病性有关,LOC103993913、LOC103991268等33个基因与基础抗病性有关,LOC103978674、LOC104000780等12个基因与诱导抗病性有关,转录因子WRKY TF50则同时与两种抗病性有关,可见其在香蕉抗枯萎病过程中的重要作用。GO:0009073、GO:0015934和GO:0010181等45条GO条目可能与感病性相关,而GO:0006882、GO:0006816和GO:0004089等9个GO条目可能与诱导抗病性相关;GO:0015706、GO:0006355和GO:0009505等39条GO条目可能与基础抗/感病性相关;果糖和甘露糖代谢等6条KEGG通路可能与香蕉的感病性相关,只有蛋白质输出1条KEGG通路与诱导抗病性相关;而柠檬酸循环、类固醇生物合成等10通路与基础抗/感病性相关。2.DUS测试结果(1)HNAJ0212的叶距、叶柄长度均显著大于对照品种的,但果指粗度和果穗轴宽度显著小于对照品种的;HNAJ0325和‘华农矮蕉1号’的果指长度显著长于对照品种的。(2)3个新品种/系的果穗轴长度显著长于对照品种的,其中‘华农矮蕉1号’的果穗轴长度几乎达到对照的两倍,且一致性和稳定性良好,目前已顺利获得农业部植物新品种保护办公室的授权。3.部分突变体的抗病性接菌28 d后,感病品种‘巴西蕉’的病情指数最大,抗病品种‘粤优抗1号’病情指数最小,HNAJ0106和HNAJ0219的病情指数介于二者之间。