作者:宋檢 時間:2022-12-13 來源:互聯網
11月30日,MolecularPlant雜志在線發表了中國科學院微生物研究所郭惠珊課題組與中國科學院分子植物科學**創新中心/植物生理生態研究所上海植物逆境中心段成國課題組合作完成的題為ABrassicamiRNARegulatesPlantGrowthandImmunityThroughDistinctModesofAction的研究論文,報道了在油菜中發現的一種22nt的miRNA通過不同的機制動態調節油菜抗性與發育。
植物在面臨病蟲害等逆境脅迫時,往往會以抑制正常生長為代價,消耗更多的代謝資源用于防御系統的激活以抵抗病原的侵染,該現象被稱為“生長與防御的權衡(tradeoff)”。因此,在作物育種中,如何協調生長與抗逆的平衡成為一個主要的挑戰。
在植物的免疫機制中,免疫受體R蛋白識別病原效應蛋白誘發的免疫反應與小分子RNA介導的RNA沉默(包括抗病毒RNA沉默以及跨界RNAi介導的抗真菌機制)是兩種重要的防御途徑。
如果在沒有病原侵染時,R蛋白持續高表達會誘發自體免疫(autoimmunity)的發生而導致植物發育受到嚴重抑制。因此,植物體內存在一種控制R基因表達的反向調節機制。其中,miRNA介導的RNA沉默能夠在轉錄后水平控制R基因的表達水平,在植物自體免疫調節中發揮重要作用。miRNA對植物的生長發育的調控也非常重要。那么,植物中是否存在miRNA既調節生長發育又調控免疫抗性呢?如果還能應答病原的侵染,其分子機理的研究對作物育種的“生長與防御的權衡”將具有非常重要的指導意義和應用價值。
油菜屬于十字花科蕓薹屬,在中國古代被稱為“蕓薹”,是一種適應性強、用途廣、經濟價值高、栽培歷史悠久的油料作物,在世界油料作物生產中產量僅次于大豆居第二位。油菜也是我國重要的油料作物和經濟作物,而在農業生產上,病毒是嚴重危害油菜生產的重要病原,如蕪菁花葉病毒(TuMV)。
該研究發現油菜特有的一個22nt的miRNA—miR1885,可靶向TIR-NBS-LRR類型的R基因BraTNL1,提高BraTNL1的表達水平增強油菜對TuMV的抗性。結果提示,在非侵染條件下,miR1885介導BraTNL1的剪切,以維持本底水平的免疫活性。
另外,miR1885靶向一個僅有TIR結構域的BraTIR1基因,miR1885介導BraTIR1的剪切并產生串聯排列的次級siRNA(phasiRNAs),其中一個phasiRNA—phasiR130-4,能夠靶向沉默與開花和光合作用相關的基因BraCP24,表明BraTIR1是作為一種TAS(Trans-ActingSilencing)基因參與油菜開花調控即下調BraCP24促進油菜的花期轉變。
有意思的是,研究人員發現miR1885的積累隨不同發育期而動態變化,在幼苗期維持低水平,花期達到峰值,在開花后又迅速降至很低水平,這反映了植物在未侵染情況下的幼苗期通過miR1885/BraTNL1模塊維持本底水平的免疫活性,同時通過miR1885/BraTIR1(phasiR130-4)/BraCP24模塊抑制植物的過早開花,促進營養生長。
研究人員還發現,TuMV侵染誘導miR1885,通過phasiR130-4介導BraCP24的降解促進開花;精妙的是,油菜通過提高BraTNL1的表達應答TuMV的侵染,以補償miR1885對其介導的沉默抑制作用,使植物處于活躍的免疫狀態。與之相一致,過表達miR1885導致花期提前,果莢變小;下調miR1885的油菜則表現出晚花和果莢變大等發育表型。
該研究首次揭示了植物miRNA通過不同機制同時靶向免疫受體R基因以及與發育相關的基因,動態調節植物免疫與發育,并響應病原的侵染。反映了植物在面對正常生長、免疫機制與病原侵染三者之間的互作時采取的一種整合應對策略。
1、檢測行業全覆蓋,滿足不同的檢測;
2、實驗室全覆蓋,就近分配本地化檢測;
3、工程師一對一服務,讓檢測更精準;
4、免費初檢,初檢不收取檢測費用;
5、自助下單 快遞免費上門取樣;
6、周期短,費用低,服務周到;
7、擁有CMA、CNAS、CAL等權威資質;
8、檢測報告權威有效、中國通用;
①本網注名來源于“互聯網”的所有作品,版權歸原作者或者來源機構所有,如果有涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一個月內與本網聯系,聯系郵箱service@baijiantest.com,否則視為默認百檢網有權進行轉載。
②本網注名來源于“百檢網”的所有作品,版權歸百檢網所有,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。想要轉載本網作品,請聯系:service@baijiantest.com。已獲本網授權的作品,應在授權范圍內使用,并注明"來源:百檢網"。違者本網將追究相關法律責任。
③本網所載作品僅代表作者獨立觀點,不代表百檢立場,用戶需作出獨立判斷,如有異議或投訴,請聯系service@baijiantest.com