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小麦矮缩病毒(Wheat dwarf virus,WDV)是由异沙叶蝉(Pasmmotettix alienus L.)以持久非增殖方式传播的一种禾本科植物双生病毒,该病毒引起的小麦矮缩病毒病是近年来我国西北部麦区严重发生的小麦病毒病害之一。受侵染的小麦植株典型症状表现为严重矮化,叶片黄化,有效分蘖减少,产量损失严重。但是目前关于小麦矮缩病毒致病的分子机理尚未开展深入研究。本文利用RNA-Seq技术对WDV侵染下的小麦转录组及小RNA进行测序分析,以期从分子水平上解析WDV诱导症状形成的致病机理。首先应用RNA-Seq测序技术分析了受小麦矮缩病毒侵染下小麦植株转录本变化。结果表明,激素信号通路及叶绿体光合作用相关基因可能在WDV诱导寄主症状形成方面起积极作用。根据转录组序列信息,利用同源分析,对高感小麦品种的激素相关差异基因进行克隆。首次获得了扬麦12的内根-贝壳杉烯合成酶(KSL3)、细胞分裂素N-葡萄糖基转移酶(UGT76C1)和油菜素甾醇受体激酶(BRI1)三个基因的编码区全长序列,长度分别为1827 bp、1344 bp和3663 bp,分别命名为TaKSL3,TaUGT76C1和TaBRI1。并对获得的基因进行了保守结构域、信号肽及跨膜区预测等生物信息学分析,为进一步展开小麦与WDV的互作机制研究奠定基础。上述基因中,内根-贝壳杉烯合成酶是赤霉素合成关键酶之一,而赤霉素常被认为与寄主矮化症状的形成有关。为明确WDV侵染小麦植株后赤霉素含量变化与矮化症状形成的关系,利用荧光定量实验方法分析了内根-贝壳杉烯合成酶KSL3基因的转录水平,同时通过间接ELISA法分析WDV侵染对赤霉素含量的影响,并采用外施赤霉素分析受侵染小麦对外源赤霉素的反应。结果表明WDV的侵染可导致植株体内的赤霉素含量显著降低,赤霉素合成途径关键酶TaKSL3的相对表达量下降,通过外施赤霉素可在一定程度上缓解矮化症状。推测WDV侵染小麦后赤霉素合成受到抑制导致赤霉素含量降低,从而诱导矮化症状的发生。此外,有研究表明来源于病毒的小RNA(vsiRNA)可直接参与调控寄主靶标基因的表达,进而介导病毒引发黄化症状。为研究WDV来源的siRNA与病症发生的相关性,我们首先利用RNA-Seq高通量测序技术,对小麦体内病毒来源的siRNA进行了分析。通过分析共获得了15236231条reads,其中碱基长度19-26 nt的reads有14481641条,占总数的95.05%;能比对到已报道序列的reads有1726212条,占总数的11.92%。这些vsiRNA长度以21 nt、22 nt和24 nt为主,在互补链上的分布比例略大于病毒链。对长度为18-26 nt的siRNA分析发现其5’碱基偏好性有所不同,特别是25 nt与26 nt的siRNA,其碱基A含量远远大于其他三种碱基(U、G和C)。vsiRNA分布位置主要集中在基因组RNA 5’端、编码外壳蛋白(coat protein,CP)的转录区。病毒来源的小RNA分析结合转录组的测序结果有可能为寄主病症相关的关键基因的发现提供线索,从而有助于解析小麦矮缩病毒的分子致病机理。