【摘要】：由Valsa mali引起的蘋果樹腐爛病在中國蘋果產(chǎn)區(qū)發(fā)生普遍,危害嚴(yán)重,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重阻礙了蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但由于缺乏病菌致病機(jī)理和寄主抗性的認(rèn)識(shí),生產(chǎn)上一直處于被動(dòng)防治的狀態(tài),解析蘋果樹與V.mali的互作機(jī)制對病害防治和抗病育種具有重要意義。miRNA是一類內(nèi)源小分子非編碼RNA,可在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達(dá)參與植物與病原物互作過程。為了解析蘋果樹miRNAs調(diào)控寄主與V.mali互作的機(jī)理,本研究以傷口接種V.mali和PDA的富士蘋果樹枝條韌皮部組織構(gòu)建small RNA文庫,結(jié)合蘋果基因組庫,利用miRBase21.0數(shù)據(jù)庫中已知的miRNAs鑒定保守miRNAs,依據(jù)miRNA和pre-miRNA的特征預(yù)測新的miRNAs,并分析對照和V.mali脅迫下差異表達(dá)的miRNAs;同時(shí)利用降解組高通量測序技術(shù)對相同樣品測序鑒定靶標(biāo)基因,并對差異表達(dá)miRNAs的靶標(biāo)基因進(jìn)行分析。主要結(jié)果如下:1.構(gòu)建了BMd(對照)和IVm(處理)兩個(gè)small RNA文庫,獲得了來自138個(gè)前體的187條保守miRNAs,來自1178個(gè)前體的1189條新的候選miRNAs。其中BMd庫有173條保守miRNAs,對應(yīng)137個(gè)前體,有1164條新的候選miRNAs,對應(yīng)1157個(gè)前體;IVm庫有174條保守miRNAs,對應(yīng)131個(gè)前體,有1179條新的候選miRNAs,對應(yīng)1175個(gè)前體。2.V.mali脅迫導(dǎo)致蘋果樹枝條miRNAs差異表達(dá)。BMd和IVm庫中分別有23和39條miRNAs屬于特異表達(dá),1314條miRNAs屬于共同表達(dá);在侵染過程中,113條miRNAs上調(diào)表達(dá),40條miRNAs下調(diào)表達(dá)(p≤0.01,|log_2(foldchange)|≥1)。3.構(gòu)建了TBMd(對照)和TBVm(處理)兩個(gè)降解組文庫,鑒定到353條miRNAs(包含158條屬于保守miRNAs)靶向1077個(gè)功能基因,其中差異表達(dá)的miRNA(p≤0.01)對應(yīng)到106條靶基因。這些鑒定到的靶基因大部分屬于轉(zhuǎn)錄因子,如NAC、TCP、MYB、SPL、SCL、ARF等,和部分抗病基因,如AFB2、At1g12290、RPM1、RPPL1、SNC1、WRKY33等,以及少數(shù)功能未知的序列。4.所有靶基因富集結(jié)果顯示,參與的生化進(jìn)程主要是“轉(zhuǎn)錄調(diào)控”、“細(xì)胞凋亡”、“植物超敏反應(yīng)”、“防衛(wèi)反應(yīng)”和“生長素介導(dǎo)的信號通路”等;BMd和IVm庫中差異表達(dá)的miRNAs對應(yīng)的靶基因主要富集到“轉(zhuǎn)錄調(diào)控”、“生長素介導(dǎo)的信號通路”、“細(xì)胞核”和“SCF泛素連接酶復(fù)合體”,并分布在124條KEGG通路里,最顯著富集的通路包括“半胱氨酸和甲硫氨酸代謝”、“核糖體”、“自噬調(diào)控”和“蛋白質(zhì)外運(yùn)”等。5.miRNAs與靶基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)十分復(fù)雜,一條miRNA可以有多個(gè)靶標(biāo)基因,同一個(gè)基因可以被多條miRNAs調(diào)控,且miRNA反饋調(diào)控sRNA通路關(guān)鍵元件Dicer和AGO蛋白。重要的是,高表達(dá)的保守的mdm-miR482b可能調(diào)控了多條抗病基因,其在侵染過程中下調(diào)表達(dá),同時(shí)9條中度表達(dá)的新的miRNAs共同調(diào)控對幾丁質(zhì)反應(yīng)的、在侵染過程中上調(diào)表達(dá)ATL2,暗示了這些miRNAs調(diào)控靶基因?qū)闹鲬?yīng)答V.mali脅迫發(fā)揮了重要功能。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S436.611.11
【圖文】：

圖 1-1 miRNAs 產(chǎn)生機(jī)制（Rogers and Chen 2013）Fig.1-1 The Major Steps in miRNA Biogenesis and Turnover（Rogers and Chen 2013）此外，miRNAs 的產(chǎn)生并不是簡單的線性化過程，與 mRNA 剪切機(jī)制相互串NAs 的動(dòng)態(tài)產(chǎn)生過程對維持 miRNAs 與靶基因的平衡有重要作用（Achkar ；Baranauske et al. 2015）。

圖 1-2 miRNAs 調(diào)控機(jī)制（Rogers and Chen 2013）Fig.1-2 miRNA-Mediated Gene Silencing（Rogers and Chen 2013）.2.2 植物 miRNAs 調(diào)控生長發(fā)育植物的生長發(fā)育過程受遺傳信息和環(huán)境因子共同影響，有著十分復(fù)雜、精密的調(diào)制。研究發(fā)現(xiàn)，植物 miRNAs 在進(jìn)化上存在一定的保守性，對其生長發(fā)育至關(guān)重要（d Zhang 2015），可以通過調(diào)控與細(xì)胞分化生長相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子和植物激素的表達(dá)式參與根、莖、葉、花和果實(shí)等部位發(fā)育、生育時(shí)期轉(zhuǎn)變及器官極性建成等過程。：miR156 主要靶向 SPL 轉(zhuǎn)錄因子，其表達(dá)量會(huì)隨植物生長而逐漸降低（Wang e009；Wu et al 2006），過表達(dá) miR156 可促進(jìn)植物營養(yǎng)生長，并推遲生殖生長（Su. 2013；Yang et al. 2011；Yu et al. 2010；Yu et al. 2015）。miR172 主要靶向 AP2 轉(zhuǎn)子，其表達(dá)量會(huì)隨植物生長而逐漸升高，miR172/靶基因可激活開花位點(diǎn)基因促使過程（Díaz  Manzano et al. 2018），miR156 與 miR172 協(xié)同調(diào)控植物由營養(yǎng)生長向生長轉(zhuǎn)變的過程（Schmid et al. 2003；Wu et al. 2009；Yu et al. 2012）。而iR156/miR172 模式被證實(shí)同樣存在于楊樹、桃樹等木本植物中（Wang et al. 2011a；Z al. 2013）。同時(shí)，miR159 受赤霉素通路上的 DELLA 調(diào)控且靶向 MYB 基因進(jìn)而調(diào)

標(biāo)基因參與寄主與蘋果均滿足 small RNA 測 溶液用洗脫溶劑稀釋S rRNA 條帶明亮、清樹枝條韌皮部總 RNA 的and purity of total RNA inng/μl） OD260nm/OD2.04 2.06

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2790520