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植物病毒病是世界上发病迅速和广泛的一种植物病害,烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)和黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)是其中非常典型的代表,它们都具有寄主范围广,危害性大,变异度大,难以防治等特点。本论文首先通过对TMV和CMV进行鉴定,明确其分类地位,进而将TMV和CMV接种心叶烟,利用TMV-心叶烟非亲和互作系统以及CMV-心叶烟亲和互作系统,通过高通量测序,寻找和鉴定两个不同互作系统,即心叶烟在TMV和CMV侵染下小RNA的表达差异及相应靶基因,利用GO和KEGG数据库对靶基因进行富集分析和功能注释。并选择miR160a和miR398,初步研究其对TMV和CMV的防御作用。主要研究结果如下:1、完成了本研究中用到的TMV(TMV-Luoyi)和CMV(CMV-SL)病毒的分离鉴定和核酸序列分析。从系统进化树结果发现,CMV-SL株系是属于亚组Ⅱ,全基因组三条 RNA(RNA1、RNA2、RNA3)大小分别为 3394nt、3044nt、2206nt,与亚组I没有发生重组。与其它在Genbank上具有全基因组序列的CMV亚组Ⅱ株系进行核酸序列比对,RNA1、RNA2和RNA3全序列与其它株系的核酸序列同源性分别为97-98%、97-98%和95-97%。株系间相同区域比较发现,CMV-SL株系的非编码区和编码区都未发生重组,但RNA3的3’UTR与其他区域相比,变异度是最大的,我们推测CMV亚组II变异可能是从RNA3的3’UTR开始的。此外,还首次对病毒的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)进行了分析,结果显示CMV与其它生物一样也具有典型的SNPs,这可能是生物体间遗传变异的通用方式。对TMV-Luoyi来说,本研究只对其CP基因进行了核酸序列分析,该CP基因序列长480bp。TMV-Luoyi与其它19个株系的核酸序列同源性相似为85.83%-99.38%,与 TMV-Henan 株系的亲缘关系最远(85.83%),与TMV-017 和 TMV-152亲缘关系最近(99.38%)。说明TMV株系间的变异较大,这可能与寄主范围、不同地区等因素相关。2、进行了 TMV-Luoyi和CMV-SL侵染心叶烟后小RNA的高通量测序结果分析。未接种植株、TMV-Luoyi和CMV-SL接种心叶烟3d这3个样品的sRNA原始序列的总数分别为26677072条、25328238条和26779823条,各样品中的Clean reads的百分比分别为83.18%、69.08%和80.36%。共检测到415个miRNA,其中已知miRNA 209个,新预测miRNA206个,39个miRNA家族。对照与侵染TMV样品间差异表达明显的miRNA共有39条,对照与侵染CMV样品间差异表达明显的miRNA共有99条,并对其中14条miRNA用荧光定量PCR进行了表达差异的验证,验证结果说明高通量测序结果可信。预测到miRNA靶基因780个,并对差异表达miRNA靶基因进行GO功能注释和富集分析以及KEGG代谢通路分析。3个样品所有miRNA靶基因GO功能注释结果显示:注释到细胞组成库的靶基因数有401个,分子功能库有433个,生物学过程库有468个。TMV和CMV分别侵染后注释到生物学过程的差异表达miRNA靶基因数均高于细胞组成库和分子功能库。KEGG数据库结果显示,TMV和CMV侵染心叶烟后,植物体内miRNA靶基因均产生了多种与抗病代谢相关的途径,而其中CMV-心叶烟亲和互作系统,植物体内产生了更多以及更复杂的防御途径来抵御病毒的侵染。3、明确了 miR160a和miR398对TMV-Luoyi和CMV-SL具有一定的防御作用。通过将miR160a和miR398在心叶烟、本生烟和拟南芥上进行瞬时过量表达,结果发现miR160a和miR398对TMV和CMV的积累具有一定的抑制作用,但在不同的寄主上存在差异。通过在本生烟上检测防御相关基因的表达发现,在TMV和CMV侵染下,miR160a和miR398对SA、JA/ET途径的调控作用不同,例如在TMV接种后第8天,miR160a能够激活JA/ET途径,miR398对该途径却具有抑制作用。说明在不同的互作系统中,miRNA参与调控的防御途径也不同,其调控机制还有待研究。