1. 研究背景
致病疫霉是一种生物营养性病原体,是番茄晚疫病(LB)的致病因子。LB长期以来在一些国家普遍存在,给番茄种植带来严重的经济损失;因此,它被认为是影响番茄产量的主要威胁。之前对番茄病原体相互作用的研究发现,番茄的不同品种表现出不同的病原体抗性。组学测序技术的快速发展有助于鉴定植物物种中数千个长的非编码(lnc)RNA,但是lncRNA在植物——病原体相互作用中的作用仍然在很大程度上未被探索。
2. 研究目标
取材:
Solanum pimpinellifolium L3708(Sp, P. infestans-resistant line)和S. lycopersicum Zaofen No.2(Slz, P. infestans-sensitive line)番茄叶片
3.研究结果
通过对转录组测序数据进行分析,抗性和敏感番茄之间共鉴定出1037 个DEGs和688个DELs。共定位网络显示了128个DEGs和127个 DELs。通过分析后发现lncRNA16397作为SlGRX22的反义转录物调节其表达,并且当lncRNA16397过表达时也会诱导SlGRX21表达。此外,过量表达lncRNA16397和SpGRX的番茄比感染致病疫霉后的野生型番茄中的疾病症状更少,活性氧(ROS)积累量更低。该结果表明番茄中的lncRNA16397诱导SlGRX表达以减少ROS积累并减轻细胞膜损伤,从而增强对致病疫霉的抵抗力。
图 鉴定和表征致病疫霉抗性和敏感番茄之间的差异表达基因(DEGs)和lncRNA(DELs)
(a)DEGs和DELs数量。
(b)维恩图: Sp和Slz样品中均表达以及在某一类番茄品种中特异表达的DEG。
(c)番茄12条染色体lncRNA(log 10FPKM)的表达水平。图中的两个同心环,每个对应于不同的样品。从外到内分别是Sp和Slz样品。
(d)不同类型lncRNA的组成。
(e)Sp和Slz样品之间常见和特异性lncRNA的维恩图。(颜色数字可以在wileyonlinelibrary.com查看)
4. 研究结论
本研究结果提供了对涉及番茄对致病疫霉感染反应的lncRNA的了解,并通过实验证明lncRNA16397-GRXs网络是番茄致病疫霉网络的重要组成部分,为优选具有高生物胁迫抗性番茄提供了思路。
5. 参考文献
Cui J,et al.(2017)Comparative transcriptome analysis between resistant and susceptible tomato allows the identification of lncRNA16397 conferring resistance to Phytophthora infestans by co-expressing glutaredoxin. The Plant Journal. doi: 10.1111/tpj.13408
本研究中的lncRNA测序由联川生物提供
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