水稻抗病相关sRNA介导基因调控网络构建

• 作 者: 洪晗鸣
• 机 构: 华中农业大学
• 出 处: 华中农业大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 二代测序 全基因表达谱 白叶枯病 相关性分析 水稻 抗病基因

白叶枯病是由白叶枯病菌（Xanthomas oryzae pv. oryzae，Xoo）引起的细菌性病害，生产上，水稻因此病害遭受巨大的经济损失。植物小RNA（small RNA，sRNA）是一类长度介于20 nt到24 nt之间的小分子RNA，可大致分为micro RNA（miRNA）和small interfering RNA（siRNA），广泛参与植物生理活动的各个方面，越来越多的研究表明，sRNA也参与到植物的多条抗病途径中。关于sRNA是否会参与水稻对白叶枯菌的抗性，目前还没有相关研究报道。本研究利用二代测序技术结合全基因组芯片技术试图挖掘参与到水稻对白叶枯菌抗性途径中的sRNA及其可能的调控通路。另一方面，主效抗病基因Xa3/Xa26编码富含亮氨酸的受体激酶类蛋白，定位于细胞膜，关于其具体的抗病机制还有很多不清楚的地方。本研究发现，转化该抗病基因的水稻株系（Rb49）遭受白叶枯菌生理小种 PXO61侵染时，相比于对照野生型牡丹江8（Mudanjiang8，MDJ8）而言，转基因植株在全基因组水平上发生了大量的基因表达变化，除了WRKYs和MYBs等转录因子外，还有大量的sRNA的表达水平也发生了显著变化。这充分说明该抗病基因调控途径的广泛性及水稻自身抗病机制的复杂性。同时，本研究还发现了129个在miRBase数据库中没有注释信息的新的miRNA，这些新预测的miRNA中，大都呈现出较高的表达水平，且部分在水稻遭受病原菌侵染后表达水平发生了显著变化。之前已报道超量表达后能增强水稻对稻瘟病抗性的miR160a和miR398b在水稻遭受白叶枯菌侵染后，它们的表达水平也发生了显著变化。另外，已报道的miR7695超量表达后也能增强水稻对稻瘟病的抗性，但是在我们的研究中， miR7695注释的成熟序列几乎是不表达的，但是其前体序列上产生了另一个高表达水平的miR7695-new（本研究中的命名），且表达水平有显著变化。相比对照牡丹江8，miR529b的表达水平在Rb49中要高出100多倍，且其对应未注释且一般认为会迅速降解的miR529b*的表达水平更高。综上，本研究挖掘出了数个潜在的参与水稻与白叶枯菌互作的miRNA，但是关于其是否真实影响水稻的抗病性及其具体作用机制，还有待后续工作的继续深入。