【摘 要】
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轮枝镰胞菌(Fusarium Verticilliolides)引起的穗粒腐病是影响玉米生产的常见病害之一,它不仅影响了玉米的产量,而且其病原菌代谢过程中产生的多种毒素严重危害了人畜健康。到目前为止,穗粒腐病抗病相关研究主要集中在基因转录水平的调控方面,对于microRNA(miRNA)介导的基因转录后水平的调控作用知之甚少。我们用深度测序的方法比较分析了感病(N6)和抗病(BT-1)玉米自交系籽
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轮枝镰胞菌(Fusarium Verticilliolides)引起的穗粒腐病是影响玉米生产的常见病害之一,它不仅影响了玉米的产量,而且其病原菌代谢过程中产生的多种毒素严重危害了人畜健康。到目前为止,穗粒腐病抗病相关研究主要集中在基因转录水平的调控方面,对于microRNA(miRNA)介导的基因转录后水平的调控作用知之甚少。我们用深度测序的方法比较分析了感病(N6)和抗病(BT-1)玉米自交系籽粒在轮枝镰胞菌侵染前后miRNA表达水平变化。我们发现,病原体侵染过程中伴随着多种miRNA表达水平的动态变化,包括已注释的miRNA家族以及未注释的新成员。转录组学、降解组学和生物信息学的结合分析表明,无论是在感性基因型还是在抗性基因型中,对轮枝镰胞菌敏感的miRNA及其潜在的靶基因都表现出相反的表达模式。功能分析揭示病原菌响应的miRNA及其靶基因在苯丙烷代谢过程、植物-病原菌相互作用和植物激素信号转导途径中显著富集。最后,通过转基因实验证明,过量表达一个在植物中高度保守的病原菌应答表达miRNA(miR408b)可以显著减低玉米籽粒对轮枝镰孢菌的抗性。综上所述,这些研究结果表明miRNA在玉米穗粒腐病抗性免疫过程中发挥重要调控功能,将有助于从不同层次加深对玉米穗粒腐病抗病遗传机制的理解,并为挖掘抗病育种新元件以及创制新的抗病种质资源提供新思路。
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