水稻對稻瘟病菌免疫反應的miRNA調控網路

《水稻對稻瘟病菌免疫反應的miRNA調控網路》是王文明為項目負責人，四川農業大學為依託單位的重點項目。

基本介紹

• 中文名：水稻對稻瘟病菌免疫反應的miRNA調控網路
• 項目類別：重點項目
• 依託單位：四川農業大學
• 項目負責人：王文明

項目摘要

稻瘟病免疫機理一直是分子植物病理學的一個研究熱點，傳統思路是篩選鑑定克隆抗病基因，研究抗病基因的作用機理。miRNA通過調控靶基因行駛多種生物學功能，一個miRNA調控多個靶基因並受多個內源誘捕靶標的調控，由內源誘捕靶標、miRNA和靶基因構成miRNA調控網路。目前尚不清楚哪些miRNA調控稻瘟病免疫反應。前期研究中，我們發現一批miRNA可能與稻瘟病免疫反應有關，上調錶達其中的兩個均可明顯提高對稻瘟病的抗性。本項目擬通過超表達miRNA或超表達內源及人工誘捕靶標來全面研究這批miRNA在稻瘟病免疫反應中的功能；同時，通過超表達或下調錶達靶基因和miRNA路徑元件基因來研究它們對稻瘟病免疫反應的影響，建立稻瘟病免疫調控的內源誘捕靶標—miRNA—靶基因網路。我們還將對多個稻瘟病抗病單基因系進行比較分析，驗證miRNA調控網路，研究結果可為構築稻瘟病抗病性和創製抗病育種新種質提供理論指導。

結題摘要

miRNA是一類長度為20至24個核苷酸的非編碼RNA，通過鹼基配對原則調控基因的表達。在前一項目中，通過分析抗、感材料對稻瘟菌侵染回響的差異，獲得一批差異表達的miRNA。在此基礎上，本項目分別對30個miRNA進行了研究，初步明確miR160、miR162、miR166、miR172、miR393、miR398、miR1320和miR1425等8個miRNA正向調控水稻對稻瘟菌的免疫應答，而miR156、miR159、miR164、miR167、miR168、miR169、miR171、miR396、miR435、miR439、miR444b.2、miR528、miR530、miR535、miR812、miR1432、miR1863、miR1871、miR1873、miR2869和miR24584等21個miRNA負向調控水稻對稻瘟菌的免疫應答；miR827的作用不明顯。明確了miR156、miR162、miR164、miR166、miR167、miR168、miR396、miR398、miR812和miR1873等miRNA對稻瘟菌的免疫調控起作用的靶基因。其中miR396-GRFs調控模組在協調稻瘟菌免疫和產量性狀上起關鍵作用。而且，miR168-AGO1調控模組同時協調對稻瘟菌的免疫、產量性狀和生育期，該模組可能通過調控上述多個miRNA來發揮作用。此外，還鑑定到一個環RNA，即circR5g05160，該環RNA可能通過miR168-AGO1模組正向調控對稻瘟菌的免疫應答。因此，本項目鑑定到從circR5g05160到miR168-AGO1模組再到多個miRNA及其靶基因的分子調控網路，為改良水稻的抗瘟性、產量相關性狀和生育期提供了具有精密調控作用的基因資源，對創製抗病、高產、優質水稻新種質有重要的指導意義和套用價值。