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棉花团队在长链非编码RNA参与棉花抗病研究中取得新进展

更新时间:2017-11-23 13:43:00点击次数:793次字号:T|T

1118日,《Plant Biotechnology Journal》杂志在线发表了我校棉花团队的最新研究成果论文,题为“Long non-coding RNAs involve in resistance to Verticillium dahliae, a fungal disease in cotton”。该文阐述了长链非编码RNA参与棉花对黄萎病菌的抗性。论文第一作者为我校博士研究生张琳,通讯作者为张献龙教授。

长链非编码RNAlncRNA)在生命活动中具有重要的调节功能, 它们参与各种生命活动的表观遗传过程,包括组蛋白修饰酶和DNA甲基转移酶的招募,导致染色质构象模式的改变并实现对基因表达的精细调控。尽管已有报道发现少数lncRNA在植物发育中具有重要功能,但lncRNA在植物与病原互作方面却鲜有提及。该项研究从全基因组水平描述了lncRNA响应黄萎病菌入侵的概貌,阐述了在棉花与大丽轮枝菌互作中的作用。研究发现lncRNA在不同棉种中响应病原侵染具有保守特性和特异性,但被病原诱导的lncRNA在海岛棉和陆地棉两个棉种中都具有在Dt亚基因组优势表达的特点。这表明异源四倍体棉花中共存的两个亚基因组在响应病原侵染时存在偏向性诱导表达,这与前人认为棉花对黄萎病的抗性可能源于D亚基因组相符。

研究还发现物种保守的核心lncRNA和物种特异lncRNA在基因组变异和表达上存在明显差异。物种特异lncRNA具有更多SNP变异,并在病原菌侵染时表现出更为强烈的诱导表达。进一步的基因本体富集分析暗示物种特异lncRNA和物种保守lncRNA可能在响应环境刺激方面扮演了不同的角色。后续的功能验证表明降低两个lncRNAGhlncNAT-ANX2GhlncNAT-RLP7的表达水平后激活了抗病激素信号路径,棉花对大丽轮枝菌和灰霉的抗性得到显著提升。该研究首次从全基因组水平描绘了lncRNA对真菌病害的响应并对创新棉花抗黄萎病种质提供了新思路。

论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.12861/full