北京市农林科学院白菜课题组揭示lncRNA 参与大白菜抗霜霉病免疫反应的分子机理
2021-12-12北京市农林科学院
大白菜(Brassica rapaL.ssp.pekinensis)起源于我国,是我国和东亚地区栽培面积最大的蔬菜作物,目前已逐步成为世界性的蔬菜作物。霜霉病是由专性寄生霜霉菌(Hyaloperonospora brassicae)引起的真菌病害,是危害大白菜的三大病害(病毒病、霜霉病和软腐病)之一,该病流行范围广、发病速度快,对大白菜的产量和品质造成严重影响,培育霜霉病抗性品种是解决这一难题最有效的途径之一。因此,对大白菜抗霜霉病基因进行挖掘,揭示其抗病分子机理具有非常重要的意义。
2021 年3 月1 日,Horticulture Research在线发表了题为“Identification of long noncoding RNAs involved in resistance to downy mildew in Chinese cabbage”的研究论文,首次在全基因组鉴定了响应大白菜霜霉病的长链非编码RNA(lncRNA)以及参与抗病反应的关键lncRNA 及其靶基因,本研究填补了大白菜霜霉病在lncRNA 研究领域的空白,为今后对大白菜抗霜霉病分子机理的深入研究奠定了基础。
该研究以2 个抗病大白菜自交系 T12-19、12-85 和1 个感病自交系 91-112 为材料,接种霜霉病菌后进行高通量RNA测序,通过GO 富集分析显示,多种抗病反应相关的GO 项目,如对几丁质的响应、对超敏反应的调节、防御反应等相关基因都特异地在2 个抗病材料中上调表达。同时,鉴定获得了3 711 个lncRNA,主要有两类,即基因间的lncRNA(约69.83%)和基因编码区反向转录本lncNATs(约15.17%)。具有顺式和反式作用的差异表达lncRNA 的靶基因数量在抗病材料中显著高于感病材料,这些靶基因更多地被富集到植物抗病免疫反应中。进一步利用VIGS 对5 组可能参与到抗病反应的lncRNA 及其靶基因进行初步功能验证,发现沉默MSTRG.19915(属于lncNAT)可以显著增强感病材料的抗病能力,而沉默其靶基因BrMAPK15可以明显降低抗病材料的抗病性。……
