论文部分内容阅读
稻瘟病是水稻重大病害之一,它严重地影响各大水稻生产区的产量,同时也影响全球的粮食安全。miRNA是一种内源的,长度为19-24nt的非编码RNA。miRNA在植物响应生物和非生物胁迫中起着关键的作用。在实验室前期工作中,通过小RNA文库测序,预测miR439a和miR164a可能参与水稻稻瘟病的抗性。因此本研究选取miR439a和miR164a为研究对象,对miR439a和miR164a的过表达材料和人工模拟靶标材料进行抗性鉴定、检测miRNA和靶基因的表达水平以及农艺性状的考察等研究,证明miR439a和miR164a负调控水稻稻瘟病抗性及水稻的农艺性状。主要的研究结果如下:(1)miR439a的主要研究结果(1)对水稻感病材料LTH和抗病材料IRBLkm-Ts接种稻瘟病菌后,检测miR439a在LTH和IRBLkm-Ts材料的累积量,发现受稻瘟病菌侵染后,miR439a在水稻感病材料中的累积量显著上升,而在抗病材料中的累积量则变化不大。(2)对过表达miR439a和miR439a的人工模拟靶标材料接种不同的稻瘟病菌和DAB染色,发现miR439a减弱水稻稻瘟病抗性,MIM439a增强水稻稻瘟病抗性。表明miR439a负调控水稻稻瘟病抗性,miR439a的人工模拟靶标正调控水稻稻瘟病抗性。(3)考察过表达miR439a材料的农艺性状,发现过表达miR439a材料的株高变矮、穗长变短和单株产量减少等农艺性状变差。表明miR439a负调控水稻的农艺性状。(4)通过在过表达和人工模拟靶标材料中检测miR439a的3个预测靶基因的mRNA水平,发现LOC_Os01g23940、LOC_Os01g36270和LOC_Os04g47820基因的mRNA水平在过表达材料中被下调,而在人工模拟靶标材料中被上调。提示,miR439a可能在转录后水平调控靶基因LOC_Os01g23940、LOC_Os01g36270和LOC_Os04g47820。(5)对水稻LTH和IRBLkm-Ts材料接种稻瘟病菌后,检测miR439a的靶基因在LTH和IRBLkm-Ts材料的mRNA水平,发现受稻瘟病菌侵染后,靶基因在LTH与IRBLkm-Ts中呈现出不同的表达模式。(6)对靶基因LOC_Os04g47820过表达突变体接种稻瘟菌,发现LOC_Os04g47820过表达突变体材料增强水稻稻瘟病的抗性,表明LOC_Os04g47820过表达突变体正调控水稻稻瘟菌抗性,与过表达miR439a材料的抗性相反。提示,miR439a可能通过靶基因LOC_Os04g47820负调控稻瘟病抗性。(2)miR164a的主要研究结果(1)对水稻LTH和IRBLkm-Ts材料接种稻瘟病菌后,检测miR164a在LTH和IRBLkm-Ts材料的累积量,发现受稻瘟病菌侵染后,miR164a在LTH和IRBLkm-Ts材料的累积量均被下调。(2)对过表达miR164a和miR164a的人工模拟靶标材料接种稻瘟病菌,发现miR164a减弱水稻稻瘟病抗性,MIM164a增强水稻稻瘟病抗性。表明过表达miR164a负调控水稻稻瘟病抗性,而miR164a的人工模拟靶标正调控水稻稻瘟病抗性。(3)通过考察过表达miR164a材料的农艺性状,发现T1代材料有50%以上的植株株高变矮、叶片卷曲和不能结实的现象。另外对能结实的T1材料继续T2拷种,发现过表达miR164a材料的株高仍然变矮和单株产量减少等农艺性状变差的现象。表明miR164a负调控水稻的农艺性状。(4)通过在过表达和人工模拟靶标材料中检测miR164a靶基因的mRNA水平,发现LOC_Os04g36880、LOC_Os04g38720、LOC_Os08g10080和LOC_Os12g41680的mRNA水平在过表达材料中被明显的下调,而只有LOC_Os04g36880、LOC_Os08g10080和LOC_Os12g41680的mRNA水平在人工模拟靶标材料中被上调。表明miR164a可能在转录后水平调控靶基因LOC_Os04g36880、LOC_Os08g10080和LOC_Os12g41680。(5)对水稻LTH和IRBLkm-Ts材料接种稻瘟病菌后,检测miR164a的靶基因在LTH和IRBLkm-Ts材料的mRNA水平,发现受稻瘟病菌侵染后,靶基因在LTH与IRBLkm-Ts中呈现出不同的表达模式。其中,LOC_Os04g36880在抗病材料中被显著地诱导。提示,miR164a有可能通过靶基因LOC_Os04g36880负调控水稻稻瘟病菌的抗性。综上所述:miR439a可能通过LOC_Os04g47820基因负调控稻瘟菌抗性,miR164a也有可能通过LOC_Os04g36880基因负调控稻瘟病抗性。