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由小麦矮缩病毒(Wheat dwarf virus,WDV)引起、介体异沙叶蝉(Psammotettix striatus L.)传播的小麦矮缩病是麦类作物生产上一类重要的双生病毒病害,其危害日益严重,然而目前关于该病毒致病的分子机理尚无深入研究。本研究利用RNA-Seq测序技术对WDV侵染下小麦在RNA水平上的基因表达变化情况进行分析,筛选与病毒症状诱导以及植物抗病相关的差异表达基因,利用q PCR方法对选择的差异表达基因进行验证,还对WDV诱导的寄主mi RNA表达差异做以分析。通过在转录组水平上对WDV与小麦互作的动态特性进行分析,阐明了小麦矮缩病症状的形成和发展是一个复杂的过程,为进一步解释病毒致病的分子机制奠定基础。首先,利用RNA-Seq技术对WDV侵染下小麦转录组表达情况进行深度测序,经数据拼接与聚类分析后共获得了77221条unigenes,与健康对照组比较得到了4324个显著差异表达的基因,GO功能注释结果显示差异表达基因主要涉及的生物学过程有衰老、生物刺激反应、基因沉默、植物激素代谢、光合作用、DNA代谢、植物防卫反应等。筛选出与植物激素代谢、光合作用及植物防卫反应等相关的共23个差异表达基因进行q PCR验证。结果表明:受WDV侵染的小麦植株表现严重矮化和分蘖异常等症状,这可能与赤霉素、生长素、油菜素甾醇等合成或运输相关基因的表达变化以及细胞分裂素代谢失调有关;而光合作用相关酶以及叶绿素代谢中某些基因的差异表达,可能导致叶片褪绿黄化症状的发生。抗氧化途径、基因沉默等途径的相关基因的差异表达反映了植物抵抗病毒侵染所启动的防御反应发生情况。总之,WDV的侵染打破了植物体内各种激素之间或多个代谢途径的动态平衡。同时,利用RNA-Seq高通量测序技术分析了WDV侵染下小麦体内mi RNA的差异表达情况。对10个显著差异表达的mi RNA进行靶基因预测以及GO功能注释。结果表明,这些受到mi RNA调控的靶标基因主要是生长素响应因子、微管蛋白折叠辅因子、钾离子转运子、水解酶、细胞色素P450以及一些植物抗病相关蛋白等。以靶基因预测结果为契合点,对mi RNA与m RNA差异分析结果进行了负相关联合分析,结果获得了一些重要的调控信息。例如,受tae-mi R5384-3p调控的FACT complex subunit SPT16在转录、复制以及DNA修复方面发挥重要作用;受tae-mi R2275-3p调控的三角状五肽重复蛋白(Pentatricopeptide repeat)与植物叶片内叶绿素含量以及叶绿体发育过程相关;受tae-mi R1123调控的橡胶延伸因子(Rubber elongation factor)与植物防卫反应有关;tae-mi R160的靶标基因为高亲和性钾离子转运蛋白(High affinity potassiumtransporter);tae-mi R9774的靶标基因为参与细胞凋亡及防卫反应的含有NB-ARC结构域的抗病相关蛋白(NB-ARC domain-containing disease resistance protein)等等。此外,还利用植物双元表达载体p LH9000构建了WDV中国分离物的侵染性克隆,并成功在小麦上建立侵染,为进一步研究病毒致病性提供了有效的工具。