苹果轮纹病抗性相关miRNA的筛选

【摘要】miRNA是内源的非编码小RNA,主要长度在18nt-25nt,在转录水平上抑制翻译或者降解靶基因来调控mRNA的表达。miRNA在植物和动物基因的表达中都起到重要的调控作用(Unveretal.,2009),在植物中,miRNA主要与生长发育(Davidetal.,2004)、信号转导(Jonesetal.,2006)、蛋白降解(Chenetal.,2005)和抑制环境胁迫、病菌侵染(Zhangetal.,2006)等有关。随着苹果栽培品种的不断更新,富士苹果已经成为我国的主要栽培品种。在我国苹果的主要产区,每年由于各种病害的发生,导致苹果产业遭受了巨大的经济损失。苹果轮纹病(Appleringrot)是当前苹果生产上最严重的病害之一,而目前的主栽品种富士苹果是苹果轮纹病的易感品种。湖北海棠是一种重要的苹果砧木,对苹果轮纹病有较好的抗性。比较感病品种富士苹果和抗病品种湖北海棠的miRNA,对于研究和提高主栽品种富士苹果对苹果轮纹病的抗性有着重要的意义。主要研究成果如下：1.通过高通量测序富士苹果未经处理的茎,我们发现了165个miRNA属于49个miRNA家族,对这些已知家族的miRNA进行靶基因预测,预测结果表明靶基因大多编码转录蛋白,这一结果与其他植物中的研究结果相类似。此外,我们还预测了380个新的候选miRNA,并用半定量PCR检测了其在茎和叶中的表达,发现其表达具有组织器官的特异性。本研究发现的已知家族的miRNA和新的候选miRNA在进一步研究富士苹果生长发育中起着重要作用。2.通过高通量测序湖北海棠未经处理的茎,发现165个miRNA属于52个miRNA家族,对这些已知家族的miRNA进行靶基因预测,预测结果表明靶基因大多编码转录蛋白,这一结果与其他植物中的研究类似。此外,我们还预测了821个新的候选miRNA,并用半定量PCR检测了表达量高的新候选miRNA在茎和叶中的表达差异,发现其表达具有组织器官的特异性。本研究发现的已知家族的miRNA和新的候选miRNA为研究湖北海棠收集、保存、评价和利用提供了科学依据。3.通过高通量测序比较苹果轮纹病抗性不同品种富士苹果和湖北海棠中的miRNA,发现了11个差异表达的miRNA,与富士比其中湖北海棠9个miRNA是上调表达的,2个miRNA是下调表达的,分析了miRNA靶基因的功能,发现与植物逆境胁迫相关,这表明这些miRNA可能与苹果轮纹病抗性相关的。对进一步提高主要栽培品种富士苹果抵抗苹果轮纹病具有重要的意义。4.利用高通量测序研究被苹果轮纹病侵染的富士苹果和湖北海棠的miRNA。研究发现了24个可能与苹果轮纹病菌侵染相关的miRNA并用荧光定量PCR鉴定了其中四个的表达模式。结果显示naiRNA的表达在病菌侵染的不同时期呈动态变化,且表达量都在侵染后9h和24h时显著增加。初步鉴定,这些miRNA在苹果轮纹病的侵染过程中起着重要的作用。
【作者】都贝贝；
【导师】渠慎春；
【作者基本信息】南京农业大学，果树学，2013，硕士
【关键词】苹果；miRNA；轮纹病；高通量测序；

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