《白背飛虱基因組解析及其與植物病毒免疫互作研究》是依託中國科學技術大學，由吳清發擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：白背飛虱基因組解析及其與植物病毒免疫互作研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳清發
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
南方黑條矮縮病毒(SRBSDV)是呼腸孤病毒科一個新種，能引起水稻嚴重病害。白背飛虱是傳播該病毒的專一化介體昆蟲，病毒在其體內完成增殖循環後，通過昆蟲取食傳播給水稻。研究“白背飛虱- SRBSDV -水稻”三者互作是植物病毒領域的熱點和難點。由於缺乏白背飛虱基因組信息，目前三者互作的研究進展緩慢。我們擬構建不同片段長度的基因組文庫，通過深度測序和組裝來獲得高質量的白背飛虱基因組序列，進行詳細的基因組注釋，特別是免疫基因的分析。同時對白背飛虱在感染SRBSDV病毒前後的樣本進行轉錄組建庫和測序，利用所獲得的基因組信息，鑑定白背飛虱感染SRBSDV病毒後的差異表達基因。我們將充分利用多來源的基因互作數據，構建白背飛虱免疫基因作用網路，研究白背飛虱與SRBSDV互作的免疫子網路，鑑定新的免疫基因並予以實驗驗證。我們研究不僅提供高質量的基因組序列，而且有助於理解白背飛虱與SRBSDV免疫互作機制。
結題摘要
南方黑條矮縮病毒（SRBSDV）是呼腸孤病毒科斐濟病毒屬的一個新種，由該病毒引起的南方黑條矮縮病毒病已在我國廣大稻區發生，危害嚴重。SRBSDV傳播涉及“白背飛虱-SRBSDV-水稻”三者互作，而目前白背飛虱基因組序列未知，阻礙了白背飛虱傳播SRBSDV機制的研究。本課題圍繞白背飛虱組學和白背飛虱與SRBSDV互作機制的研究開展了研究工作。 主要完成了: （1）獲得高質量的720Mb的白背飛虱高質量基因組序列, Scaffold的N50大於1M。結合不同發育階段的RNA-Seq數據鑑定了21,254個蛋白編碼基因。（2）獲得了白背飛虱的三種共生生物的基因組序列。（3）鑑定了來源於白背飛虱基因組中3,057個位點的3,102個lncRNA轉錄本和1,706個白背飛虱circRNA,分析了它們在白背飛虱不同發育階段的表達譜。（4）整合了多種類型的基因間相關作用數據，構建了翅膀發育調控網路。使用MCL聚類方法篩選了翅型相關的基因互作網路，並進一步篩選出了45個潛在的翅型調控基因。（5）搭建了白背飛虱的組學資料庫，整合了基因組序列、基因注釋、蛋白功能注釋、非編碼RNA、基因表達譜、轉錄因子結合位點、甲基化位點等信息，並且提供了這些數據的檢索和下載服務。（6）篩選了具有抗病毒效應的白背飛虱miRNA。（7）鑑定了白背飛虱的免疫基因集，獲得白背飛虱感染SRBSDV誘導的免疫相關基因列表。（8）發現了模式昆蟲果蠅抗病毒lncRNA(VINR)和沉默抑制子DCV-1A結合，保護VINR不被細胞內RNA酶作用，從而增加VINR在細胞內的含量，並進而激活VINR-Cactin介導的一條非經典免疫通路。我們的研究成果不僅為國內外從事白背飛虱相關工作的研究人員提供了組學數據，同時也有助於理解白背飛虱-SRBSDV之間複雜的免疫互作機制。到2019年底，本課題相關的研究成果已整理髮表了8篇SCI論文，包括Cell Host & Microbe、Gigascience、 BMC genomics等業內知名雜誌，培養博士研究生2名，碩士研究生2名，本項目達到預期的研究目標。
