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由新月弯孢[Curvularia lunata Walk Boed]引起的玉米弯孢霉叶斑病,曾在我国北方玉米产区大发生造成严重的产量损失,是玉米生产上的一种重要病害。然而目前关于mi RNA介导的抗新月弯孢菌的分子调控机理鲜有报道。本研究通过s RNA高通量测序、mi RNA微阵列芯片、stem-loop RT-PCR技术筛选和鉴定出与抗新月弯孢菌相关的mi RNA,采用降解组测序技术明确了一些mi RNA的靶基因,分析了mi RNA介导抗病的可能途径,为深入研究玉米mi RNA介导的抗玉米弯孢叶斑病分子调控机理奠定了基础。其主要研究结果如下:1.以黄早4(感病)和鲁原(抗病)为材料,利用s RNA高通量测序技术鉴定了玉米与新月弯孢菌互作中的mi RNA。在感病反应的对照和接种处理中分别鉴定出2004和1879个mi RNA,处理比对照少125个mi RNA,表明感病反应中部分mi RNA表达受到抑制;在抗病反应的对照组和接种处理组中分别鉴定出1304和2199个mi RNA,处理组比对照组多895个mi RNA,表明抗病反应促进了mi RNA表达,暗示mi RNA表达丰度的提高与玉米的抗病性相关。2.通过生物信息学分析,共鉴定出120个家族的443个保守mi RNA,4个家族的11个非保守mi RNA和32个家族72个新的mi RNA。大多数mi RNA家族只包含一个成员,但有一些mi RNA家族,如mi RNA156含有35个的成员,mi RNA169,mi RNA166,mi RNA167,mi RNA159/171,mi RNA395分别具有32,29,26,25和20个成员,结果表明新月弯孢菌侵染后,玉米mi RNA的家族呈现多样性。3.利用mi RNA芯片技术在黄早4(感病)中筛选到237个差异表达的mi RNA,3hpi,9hpi,15hpi分别有76个、90个、71个差异表达mi RNA,差异表达mi RNA数目在接种后呈现先增加后减少;在鲁原(抗病)中得到247个差异表达mi RNA,在3hpi,9hpi,15hpi中分别有55个、72个、120个差异表达mi RNA,差异表达mi RNA数目在接种后一直呈增加趋势。因此,推测差异表达的mi RNA在抗病反应中数目逐渐增多可能促进了玉米抗新月弯孢菌。4.采用降解组和生物信息学技术分析了差异mi RNA的靶基因,共鉴定出1013个mi RNA的13062个靶基因。通过对芯片中差异表达的mi RNA分析,结合降解组数据,比较靶基因生物学功能共得到46个与抗病相关的mi RNA,其中zma-MIR159e-p31ss17CA的靶基因是VQ motif-containing protein,该靶基因参与WRKY转录因子的调控;bdi-mi R50541ss10TA的靶基因是BAX inhibitor1调控细胞死亡,ath-mi R159b靶基因是myb转录因子65,ppt-mi R894R-3靶基因是红素氧还蛋白,zma-mi R164h-5pR-4的靶基因是肉桂酸-4-羟化酶,PC732和凋亡蛋白(AMC1)、PC169和硫氧还蛋白(Trx)等均与抗病相关。5.利用荧光定量PCR技术验证与抗病相关mi RNA和靶基因的关系,zma-mi R169和核因子Y(NY)、zma-MIR408和四环三肽蛋白(DG1)、zma-mi R393和生长素传导信号F-box2(AFB2)、zma-mi R164和NAC 80(NAC)、PC732和凋亡蛋白(AMC1)、PC169和硫氧还蛋白(Trx)之间相互关系和调控方式,结果显示大部分靶基因与其相应的mi RNA表达模式呈现负相关。试验进一步分析了PC732和PC169和其预测的靶基因在感抗品种0,0.5,1,3,9,15,24,36hpi的表达情况。结果表明PC732在抗病品种3hpi和15hpi有两个表达高峰,并且到达峰值的时间要早于感病品种,伴随着峰值的到来PC732的靶基因也呈现下调模式,然而在感病品种中PC732在15hpi到达峰值,但其靶基因却无下调表达,推测在感病品种中PC732可能对靶基因AMC1没有调控。PC169表达量在抗病品种中9hpi到达峰值后一直呈现下调趋势,在24hpi有轻微波动,靶基因在3hpi后一直缓慢上升24hpi表达量最高,36hpi开始下降,而在感病品种中PC169在1hpi达到峰值,但其靶基因在各个时间点的变化不大,推测PC169调控硫氧还蛋白在抗病品种中后期对活性氧清除调控抗新月弯孢菌。因此,PC732和PC169可能分别通过调控凋亡蛋白和硫氧还蛋白抵御新月弯孢菌的侵染。