Leaf rust, caused by the foliar pathogen Puccinia triticina is a major disease of wheat in the southern region of Brazil and invariably impacts on production, being responsible for high yield losses. The Brazilian wheat cultivar Toropi has proven, durable adult plant resistance (APR) to leaf rust, which uniquely shows a pre-haustorial resistance phenotype. In this study we aimed to understand the interaction between P. triticina and the pre-haustorial APR in Toropi by quantitatively evaluating the temporal transcription profiles of selected genes known to be related to infection and defense in wheat. The expression profiles of 15 selected genes varied over time, grouping into six expression profile groups. The expression profiles indicated the induction of classical defence pathways in response to pathogen development, but also the potential modification of Toropi's cellular status for the benefit of the pathogen. Classical defence genes, including peroxidases, β-1,3-glucanases and an endochitinase were expressed both early (pre-haustorial) and late (post-haustorial) over the 72 h infection time course, while induction of transcription of other infection-related genes with a potential role in defence, although variable was maintained through-out. These genes directly or indirectly had a role in plant lignification, oxidative stress, the regulation of energy supply, water and lipid transport, and cell cycle regulation. The early induction of transcription of defence-related genes supports the pre-haustorial resistance phenotype in Toropi, providing a valuable source of genes controlling leaf rust resistance for wheat breeding.

中文翻译：

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基因表达谱的变化，因为它们与小麦品种中的成年植物叶锈病抗性有关。托罗皮

叶锈病是由叶面病原体 Puccinia triticina 引起的，是巴西南部地区小麦的主要病害，总是影响生产，造成高产损失。巴西小麦品种 Toropi 已证明对叶锈病具有持久的成株抗性 (APR)，它独特地表现出吸毒前抗性表型。在这项研究中，我们旨在通过定量评估已知与小麦感染和防御相关的选定基因的时间转录谱来了解 P. triticina 与 Toropi 的吸毒前 APR 之间的相互作用。15 个选定基因的表达谱随时间变化，分为六个表达谱组。表达谱表明响应病原体发展诱导经典防御途径，还有可能改变 Toropi 的细胞状态以造福病原体。经典防御基因，包括过氧化物酶、β-1,3-葡聚糖酶和内切壳多糖酶在 72 小时感染时间过程中在早期（吸毒前）和晚期（吸毒后）表达，同时诱导其他感染相关的转录具有潜在防御作用的基因，尽管始终保持可变。这些基因直接或间接在植物木质化、氧化应激、能量供应调节、水和脂质转运以及细胞周期调节中起作用。防御相关基因转录的早期诱导支持了 Toropi 的吸毒前抗性表型，为小麦育种控制叶锈病抗性的基因提供了宝贵的来源。s 细胞状态有益于病原体。经典防御基因，包括过氧化物酶、β-1,3-葡聚糖酶和内切壳多糖酶在 72 小时感染时间过程中在早期（吸毒前）和晚期（吸毒后）表达，同时诱导其他感染相关的转录具有潜在防御作用的基因，尽管始终保持可变。这些基因直接或间接在植物木质化、氧化应激、能量供应调节、水和脂质转运以及细胞周期调节中起作用。防御相关基因转录的早期诱导支持了 Toropi 的吸毒前抗性表型，为小麦育种控制叶锈病抗性的基因提供了宝贵的来源。s 细胞状态有益于病原体。经典防御基因，包括过氧化物酶、β-1,3-葡聚糖酶和内切壳多糖酶在 72 小时感染时间过程中在早期（吸毒前）和晚期（吸毒后）表达，同时诱导其他感染相关的转录具有潜在防御作用的基因，尽管始终保持可变。这些基因直接或间接在植物木质化、氧化应激、能量供应调节、水和脂质转运以及细胞周期调节中起作用。防御相关基因转录的早期诱导支持了 Toropi 的吸毒前抗性表型，为小麦育种控制叶锈病抗性的基因提供了宝贵的来源。包括过氧化物酶、β-1,3-葡聚糖酶和内切壳多糖酶在 72 小时感染时间过程中早期（吸毒前）和晚期（吸毒后）表达，同时诱导其他感染相关基因的转录在防御中的作用，尽管始终保持可变。这些基因直接或间接在植物木质化、氧化应激、能量供应调节、水和脂质转运以及细胞周期调节中起作用。防御相关基因转录的早期诱导支持了 Toropi 的吸毒前抗性表型，为小麦育种控制叶锈病抗性的基因提供了宝贵的来源。包括过氧化物酶、β-1,3-葡聚糖酶和内切壳多糖酶在 72 小时感染时间过程中早期（吸毒前）和晚期（吸毒后）表达，同时诱导其他感染相关基因的转录在防御中的作用，尽管始终保持可变。这些基因直接或间接在植物木质化、氧化应激、能量供应调节、水和脂质转运以及细胞周期调节中起作用。防御相关基因转录的早期诱导支持了 Toropi 的吸毒前抗性表型，为小麦育种控制叶锈病抗性的基因提供了宝贵的来源。同时诱导在防御中具有潜在作用的其他感染相关基因的转录，尽管变量始终保持不变。这些基因直接或间接在植物木质化、氧化应激、能量供应调节、水和脂质转运以及细胞周期调节中起作用。防御相关基因转录的早期诱导支持了 Toropi 的吸毒前抗性表型，为小麦育种控制叶锈病抗性的基因提供了宝贵的来源。同时诱导在防御中具有潜在作用的其他感染相关基因的转录，尽管变量始终保持不变。这些基因直接或间接在植物木质化、氧化应激、能量供应调节、水和脂质转运以及细胞周期调节中起作用。防御相关基因转录的早期诱导支持了 Toropi 的吸毒前抗性表型，为小麦育种控制叶锈病抗性的基因提供了宝贵的来源。