【摘 要】
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RNA干涉(RNA interfering,RNAi)是真核生物中保守的调控机制,参与了包括植物生长发育和逆境胁迫应答在内的多种生物学调控过程。病原菌分泌的效应因子是其促进侵染的关键,sRNA(sma
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RNA干涉(RNA interfering,RNAi)是真核生物中保守的调控机制,参与了包括植物生长发育和逆境胁迫应答在内的多种生物学调控过程。病原菌分泌的效应因子是其促进侵染的关键,sRNA(small RNA)作为一种全新的效应因子,不仅丰富了效应因子的内涵,而且拓展了植物与病原微生物之间的调控机制。我们以大麦(Hordeumvulgare)与大麦白粉菌(Blumeria graminis f.sp.hordei)互作体系为研究对象,通过small RNA测序,系统地发现和筛选可能参与跨物种调控的sRNA,并对这些sRNA的特征进行了分析。 本文通过构建包括白粉菌侵染的大麦叶片表皮在内的一系列small RNA文库,分别筛选了128个大麦白粉菌来源的(Bgh-sRNAs)和129个大麦来源的(Hv-sRNAs)可能具有跨物种调控功能的sRNA。这些sRNA的长度集中在20-23 nt,其中Bgh-sRNAs第一位碱基对“U”有偏好性,而Hv-sRNAs则没有表现出这种偏好性。进一步研究发现,Bgh-sRNAs在白粉菌侵染的大麦叶片表皮文库中的丰度大于白粉菌文库的丰度。通过实时荧光定量PCR,我们验证了6个Bgh-sRNAs在不同文库中的积累量,发现这些sRNA在白粉菌侵染大麦叶片后16小时开始积累,并且在侵染后24小时的表达量维持在较高水平,这种积累规律可能与Bgh-sRNAs所承担的跨物种调控功能紧密相关。除此以外,我们还发现,在亲和与非亲和互作情况下的侵染大麦叶片表皮文库中,不同的Bgh-sRNAs表现出了明显的丰度差异,这说明有一部分Bgh-sRNAs可能还参与了大麦对白粉菌小种专化抗性的调控。我们还对Bgh-sRNAs在大麦中的靶标进行了预测,一共获得了415个潜在靶标基因,GO富集分析表明这些靶标基因富集的功能为催化活性(catalytic activity),各类结合(binding)以及激酶活性(kinase activity),它们分属不同的基因家族,这些基因家族中的成员广泛地参与了植物免疫的调控。利用大麦白粉菌文库,我们一共筛选了50个microRNA-like类型的大麦白粉菌sRNA(Bgh-milRNAs),并且预测到了其中13个Bgh-milRNAs对应的Bgh-milRNA*s,这增强了这些sRNA存在的确信度;这些Bgh-milRNAs能够靶向编码EKA-like类型效应因子的基因,这些可能表明,大麦白粉菌自身存在RNAi途经并受其调控。
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