大豆花葉病毒病(Soybean Mosaic Virus,SMV)是一種世界性大豆病害,SMV的侵染導致大豆減產(chǎn),并引起種粒斑駁等癥狀,對大豆的經(jīng)濟和商品價值有著嚴重的影響。MicroRNA是一類由生物體內(nèi)源產(chǎn)生的、對其生長發(fā)育等生命過程有重要調節(jié)作用的非編碼功能的小RNA。研究小組檢測了不同致病力SMV侵染后大豆葉片中miRNA表達譜的變化, 其中重點研究了大豆NBS-LRR類抗病基因及 small RNA biogenesis基因調控有關的miRNA在植物對病毒侵染應答中的作用。 通過微陣列分析在SMV易感大豆品系中鑒定到了數(shù)十個SMV應答的miRNAs。在上調的miRNAs中,miR168a,miR403a,miR162b和miR1515a分別調控AGO1,AGO2,DCL1和DCL2的表達,而miR1507a,miR1507c和miR482a調控NBS-LRR家族抗病性基因的表達。通過雙熒光素酶活性測定和RLM-RACE實驗驗證了這七種miRNAs對其靶基因表達的調控。AGO1,DCL1,DCL2和5個NBS-LRR家族基因在SMV感染后與相應的miRNA呈現(xiàn)了拮抗表達模式。 通過STTM技術抑制miR1507a,miR1507c,miR482a,miR168a和miR1515a后降低了SMV在大豆中的感染效率。研究結果表明,SMV可以通過誘導其相應miRNA水平的積累,下調RNAi通路基因和NBS-LRR家族抗性基因來抑制大豆的防御反應。上述研究揭示了SMV-大豆互作的分子機制,闡明了植物miRNA及其靶標mRNAs在病毒侵染中的作用。
本研究得到哈達教授主持的2項國家自然基金項目(31570142, 31370178)以及內(nèi)蒙古大學高層次人才引進科研啟動項目(30105-125127)的資助。相關研究成果(Downregulation of genes coding for core RNAi components and disease resistance proteins via corresponding microRNAs might be correlated with successful SMV infection in soybean)在線發(fā)表在2017年8月出版的Molecular plant pathology (SCI 一區(qū),IF=4.8)雜志上。