【摘要】：由Valsa mali引起的蘋果樹腐爛病在中國蘋果產區(qū)發(fā)生普遍,危害嚴重,造成了巨大的經濟損失,嚴重阻礙了蘋果產業(yè)的發(fā)展。但由于缺乏病菌致病機理和寄主抗性的認識,生產上一直處于被動防治的狀態(tài),解析蘋果樹與V.mali的互作機制對病害防治和抗病育種具有重要意義。miRNA是一類內源小分子非編碼RNA,可在轉錄后水平調控基因的表達參與植物與病原物互作過程。為了解析蘋果樹miRNAs調控寄主與V.mali互作的機理,本研究以傷口接種V.mali和PDA的富士蘋果樹枝條韌皮部組織構建small RNA文庫,結合蘋果基因組庫,利用miRBase21.0數(shù)據(jù)庫中已知的miRNAs鑒定保守miRNAs,依據(jù)miRNA和pre-miRNA的特征預測新的miRNAs,并分析對照和V.mali脅迫下差異表達的miRNAs;同時利用降解組高通量測序技術對相同樣品測序鑒定靶標基因,并對差異表達miRNAs的靶標基因進行分析。主要結果如下:1.構建了BMd(對照)和IVm(處理)兩個small RNA文庫,獲得了來自138個前體的187條保守miRNAs,來自1178個前體的1189條新的候選miRNAs。其中BMd庫有173條保守miRNAs,對應137個前體,有1164條新的候選miRNAs,對應1157個前體;IVm庫有174條保守miRNAs,對應131個前體,有1179條新的候選miRNAs,對應1175個前體。2.V.mali脅迫導致蘋果樹枝條miRNAs差異表達。BMd和IVm庫中分別有23和39條miRNAs屬于特異表達,1314條miRNAs屬于共同表達;在侵染過程中,113條miRNAs上調表達,40條miRNAs下調表達(p≤0.01,|log_2(foldchange)|≥1)。3.構建了TBMd(對照)和TBVm(處理)兩個降解組文庫,鑒定到353條miRNAs(包含158條屬于保守miRNAs)靶向1077個功能基因,其中差異表達的miRNA(p≤0.01)對應到106條靶基因。這些鑒定到的靶基因大部分屬于轉錄因子,如NAC、TCP、MYB、SPL、SCL、ARF等,和部分抗病基因,如AFB2、At1g12290、RPM1、RPPL1、SNC1、WRKY33等,以及少數(shù)功能未知的序列。4.所有靶基因富集結果顯示,參與的生化進程主要是“轉錄調控”、“細胞凋亡”、“植物超敏反應”、“防衛(wèi)反應”和“生長素介導的信號通路”等;BMd和IVm庫中差異表達的miRNAs對應的靶基因主要富集到“轉錄調控”、“生長素介導的信號通路”、“細胞核”和“SCF泛素連接酶復合體”,并分布在124條KEGG通路里,最顯著富集的通路包括“半胱氨酸和甲硫氨酸代謝”、“核糖體”、“自噬調控”和“蛋白質外運”等。5.miRNAs與靶基因調控網(wǎng)絡十分復雜,一條miRNA可以有多個靶標基因,同一個基因可以被多條miRNAs調控,且miRNA反饋調控sRNA通路關鍵元件Dicer和AGO蛋白。重要的是,高表達的保守的mdm-miR482b可能調控了多條抗病基因,其在侵染過程中下調表達,同時9條中度表達的新的miRNAs共同調控對幾丁質反應的、在侵染過程中上調表達ATL2,暗示了這些miRNAs調控靶基因對寄主應答V.mali脅迫發(fā)揮了重要功能。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S436.611.11
【圖文】：

圖 1-1 miRNAs 產生機制（Rogers and Chen 2013）Fig.1-1 The Major Steps in miRNA Biogenesis and Turnover（Rogers and Chen 2013）此外，miRNAs 的產生并不是簡單的線性化過程，與 mRNA 剪切機制相互串NAs 的動態(tài)產生過程對維持 miRNAs 與靶基因的平衡有重要作用（Achkar ；Baranauske et al. 2015）。

圖 1-2 miRNAs 調控機制（Rogers and Chen 2013）Fig.1-2 miRNA-Mediated Gene Silencing（Rogers and Chen 2013）.2.2 植物 miRNAs 調控生長發(fā)育植物的生長發(fā)育過程受遺傳信息和環(huán)境因子共同影響，有著十分復雜、精密的調制。研究發(fā)現(xiàn)，植物 miRNAs 在進化上存在一定的保守性，對其生長發(fā)育至關重要（d Zhang 2015），可以通過調控與細胞分化生長相關的轉錄因子和植物激素的表達式參與根、莖、葉、花和果實等部位發(fā)育、生育時期轉變及器官極性建成等過程。：miR156 主要靶向 SPL 轉錄因子，其表達量會隨植物生長而逐漸降低（Wang e009；Wu et al 2006），過表達 miR156 可促進植物營養(yǎng)生長，并推遲生殖生長（Su. 2013；Yang et al. 2011；Yu et al. 2010；Yu et al. 2015）。miR172 主要靶向 AP2 轉子，其表達量會隨植物生長而逐漸升高，miR172/靶基因可激活開花位點基因促使過程（Díaz  Manzano et al. 2018），miR156 與 miR172 協(xié)同調控植物由營養(yǎng)生長向生長轉變的過程（Schmid et al. 2003；Wu et al. 2009；Yu et al. 2012）。而iR156/miR172 模式被證實同樣存在于楊樹、桃樹等木本植物中（Wang et al. 2011a；Z al. 2013）。同時，miR159 受赤霉素通路上的 DELLA 調控且靶向 MYB 基因進而調

標基因參與寄主與蘋果均滿足 small RNA 測 溶液用洗脫溶劑稀釋S rRNA 條帶明亮、清樹枝條韌皮部總 RNA 的and purity of total RNA inng/μl） OD260nm/OD2.04 2.06

【參考文獻】

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本文編號：2790520