OsmiR1858靶向OsHI1D調控水稻白葉枯病抗性的分子機制研究

《OsmiR1858靶向OsHI1D調控水稻白葉枯病抗性的分子機制研究》是依託浙江師範大學，由楊玲擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：OsmiR1858靶向OsHI1D調控水稻白葉枯病抗性的分子機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊玲
• 依託單位：浙江師範大學

項目摘要

白葉枯病(Xoo)是水稻最嚴重的病害之一。尚不清楚miRNA是否及如何調控水稻對Xoo的抗性，未見OsmiR1858靶基因及生物學功能相關報導。我們發現，OsmiR1858a表達在抗病品種受不同Xoo小種誘導，而在感病品種無顯著變化；初步確定OsmiR1858a剪下降解OsHI1D抑制其表達；過表達OsHI1D使抗病性下降。表明OsmiR1858a在調控水稻Xoo抗性中起重要作用。本項目擬分析OsmiR1858a回響Xoo的表達及生物學功能，OsmiR1858a靶調控OsHI1D表達，OsHI1D回響Xoo的表達與功能。期望明確OsmiR1858a和OsHI1D在Xoo抗性中生物學功能。本項目即有助於發現水稻抗Xoo的新機制，也為提高水稻抗病性提供新思路和有價值的基因資源。

結題摘要

白葉枯病（Xoo）是水稻最嚴重的病害之一。尚不清楚miRNA如何調控水稻對Xoo的抗性，未見OsmiR1858靶基因及生物學功能相關報導。我們前期研究發現，OsmiR1858a表達在抗病品種受不同Xoo小種誘導，而在感病品種無顯著變化，推測OsmiR1858a與水稻的白葉枯病抗性相關。本項目利用RLM-5’RACE方法確定了預測靶基因OsHI1D的剪下位點。通過農桿菌介導法成功獲得了OsmiR1858a啟動子-GUS超表達、pre-OsmiR1858a超表達、OsHI1D超表達、OsHI1D同義突變超表達和OsHI1D基因編輯的轉基因陽性株系。OsmiR1858a超表達株系中靶基因OsHI1D的表達量顯著低於野生型，OsHI1D同義突變（其OsmiR1858a剪下位點突變）的超表達株系葉片OsHI1D表達水平比野生型的顯著上調。此外，菸草葉片共表達實驗也表明，OsHI1D的螢光強度隨著OsmiR1858a的增加而下降。這些結果進一步證實OsHI1D是OsmiR1858a的靶基因，OsmiR1858a通過剪下負調控OsHI1D的表達。對各轉基因2個株系與野生型SH5的葉片分別接種白葉枯病菌P3、P6小種，病斑面積及細菌生長情況顯示，OsmiR1858a超表達株系的抗病性與其表達量呈正相關性；靶基因OsHI1D超表達株系的抗病性比野生型顯著下降，OsHI1D沉默株系的抗病性則比野生型的顯著增強，即OsHI1D與水稻白葉枯病抗性呈負相關性。OsHI1D在3個器官中的表達量為莖＞葉＞根，Xoo侵染顯著下調OsHI1D在莖、葉中的表達；亞細胞定位於質膜上。本項目首次確定了OsmiR1858a的生物學功能，也是少數涉及調控水稻白葉枯病抗性的OsmiRNA功能及機制的研究；獲得的轉基因材料和實驗結果為深入解析OsmiR1858靶向OsHI1D調控Xoo抗性的分子機制，奠定了紮實基礎。