【摘 要】
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黄萎病是危害棉花生产最严重的病害,病害发生会严重影响棉花的产量和品质。解析棉花对黄萎病的免疫反应机制,鉴定关键抗病基因服务棉花抗病分子育种对于防控棉花黄萎病具有重要意义。本研究通过sRNA测序和降解组测序,鉴定了差异表达的miRNA及其靶基因,并对miR482/2118在棉花对黄萎病菌的防御反应中发挥的作用进行了研究。主要研究结果如下:1.通过对接种黄萎病菌后的棉花根部样品进行sRNA测序和降解组
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黄萎病是危害棉花生产最严重的病害,病害发生会严重影响棉花的产量和品质。解析棉花对黄萎病的免疫反应机制,鉴定关键抗病基因服务棉花抗病分子育种对于防控棉花黄萎病具有重要意义。本研究通过sRNA测序和降解组测序,鉴定了差异表达的miRNA及其靶基因,并对miR482/2118在棉花对黄萎病菌的防御反应中发挥的作用进行了研究。主要研究结果如下:1.通过对接种黄萎病菌后的棉花根部样品进行sRNA测序和降解组测序,共鉴定到498个miRNA（包括117个已知的miRNA和381个新鉴定的miRNA）和305个miRNA靶基因。表达分析显示,超过三分之二的差异表达miRNA,如miR482/2118,在棉花接种黄萎病菌后表达水平降低。2.利用陆地棉六个sRNA测序文库数据在棉花全基因组范围内鉴定到47个PHAS位点。这些位点中5个位点编码NB-LRR蛋白,其编码基因被预测为一个或多个miR482/2118的靶基因。通过降解组测序技术证明miR482/2118对Gh＿A01G0542、Gh＿A11G0364和Gh＿D06G1983三个基因具有剪切作用。PhasiRNA在miR482/2118对Gh＿A01G0542的剪切位点处呈首尾相接,依次排列的相位结构特征,表明miR482/2118在棉花中可剪切NB-LRR类基因并介导产生phasiRNA。3.降解组测序数据分析显示miR482d靶向NB-LRR类基因Gh＿D10G0669（DNB）。体外双荧光素酶实验证明miR482d能抑制DNB的表达。基因表达分析显示,DNB在黄萎病菌侵染棉花后明显上调表达,并且在SA处理棉花后存在一定的表达上调。利用病毒诱导的基因沉默技术抑制DNB表达后,植株对黄萎病菌更为敏感。以上结果表明DNB参与了棉花对黄萎病菌的抗性反应。4.通过同源基因比对,鉴定到DNB在棉花基因组中的另一同源基因Gh＿D10G0673（DNBm）。降解组测序和体外双荧光素酶实验结果显示,miR482d不抑制DNBm的表达。序列比对分析发现,DNBm在miR482d靶向结合的靶点序列第11位碱基处存在突变,这可能是miR482d无法抑制DNBm表达的主要原因。5.利用降解组测序和体外双荧光素酶实验鉴定到miR482d还能靶向一个编码类受体蛋白激酶基因Gh＿A06G1072（CRK）,表明棉花中miR482/2118的靶基因类型从传统的NB-LRR类基因拓展到了RLK类基因。基因表达分析显示,CRK响应黄萎病菌的诱导表达上调,并受SA诱导,暗示着CRK也参与了棉花对黄萎病菌的防御反应。
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