【摘 要】
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葡萄霜霉病是一种全球性的葡萄病害,我国葡萄主要产区都存在这类病害,尤其在多雨湿润地区产生广泛,是葡萄首要病害之一。长链非编码RNA（lncRNA）在植物抗病中作用的报道在近年来越来越多,但在葡萄中有关lncRNA的报道尤其是抗病方面的还没有专门的报道。本研究前期对中国野生复叶葡萄‘留坝-8’和欧洲葡萄‘黑比诺’的叶片在接种霜霉菌0h,12h,24h,48h,96h,120h这六个时间点进行转录组测
【基金项目】
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国家重点研发计划课题“果树应答真菌病害的分子机制与调控”（编号:2018YFD1000307）；
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葡萄霜霉病是一种全球性的葡萄病害,我国葡萄主要产区都存在这类病害,尤其在多雨湿润地区产生广泛,是葡萄首要病害之一。长链非编码RNA（lncRNA）在植物抗病中作用的报道在近年来越来越多,但在葡萄中有关lncRNA的报道尤其是抗病方面的还没有专门的报道。本研究前期对中国野生复叶葡萄‘留坝-8’和欧洲葡萄‘黑比诺’的叶片在接种霜霉菌0h,12h,24h,48h,96h,120h这六个时间点进行转录组测序。本研究以转录组测序结果为基础,筛选出可能的lncRNA,对葡萄lncRNA的各项特征进行分析。然后对lncRNA的顺式和反式调节靶基因进行预测,剖析了lncRNA可能具有的功能。之后预测了lncRNA可能靶向的micro RNA以及作为其内源靶基因发挥作用。筛选出一个可能对葡萄抗霜霉病具有积极作用的lncRNA并通过瞬时过表达进行了初步验证。主要取得以下结果:（1）筛选出4011个长链非编码RNA候选基因,分析其特性。lncRNA均匀分布在葡萄的各个染色体上;与蛋白质编码基因类似,端粒附近的基因密度显著高于着丝粒周围的异染色质区域;根据与其位于同一染色体上的最近的蛋白编码基因在染色体上的相对位置,把lncRNA分为四种类型:正义lncRNA、反义lncRNA、内含子lncRNA和基因间lncRNA。来自Watson链和Crick链的四种类型lncRNA的数目是相似的;葡萄lncRNA比蛋白质编码基因短且含有较少的外显子。（2）利用生物信息学软件及相关编程语言,预测3643个lncRNA可能顺式调控6622个蛋白编码基因,对靶基因进行GO功能富集,预测lncRNA可能具有的功能,发现在ADP结合等抗病相关模块有显著富集。91个差异表达lncRNA通过反式调控作用于31824个蛋白编码基因,通过加权共表达分析（WGCNA）,将反式靶基因分为了18个模块,构建基因网络图。117个葡萄micro RNA被预测可能靶向184个lncRNA,6个lncRNA被预测为15个micro RNA的内源性靶向模拟物（e TM）。对葡萄和模式植物拟南芥中相同miRNA的e TM结合位点序列进行比对,预测的miRNA结合位点在两个物种中的同一miRNA的e TMs中很好地保守,在e TMs中形成凸起区域的核苷酸不保守。（3）通过实时荧光定量PCR对高表达的差异表达基因进行检测,挑选出一个lncRNA-MSTRG.12742.1可能对葡萄抗霜霉病具有积极作用。根据表达量的Pearson系数预测出MSTRG.12742.1的靶基因,主要富集于光合膜上。正相关性最高的靶基因显示可能调控叶片气孔开合。利用抽真空瞬时转化葡萄叶片,再用‘叶盘法’进行接菌实验,苯胺蓝染色观察接菌后不同时期,发现在早期对霜霉菌定殖具有一定的抑制作用。
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