番茄抗班加罗尔番茄曲叶病毒（ToLCBaV）转录因子和长链非编码 RNA 的鉴定与验证：开启抗病育种新征程

为探究番茄对 ToLCBaV 的抗性机制，研究人员分析转录组，鉴定出相关 TFs 和 lncRNAs，助力培育抗病品种。

　　番茄，作为全球广泛种植的重要蔬菜作物，在人们的日常生活中占据着重要地位。然而，班加罗尔番茄曲叶病毒（Tomato leaf curl Bangalore virus，ToLCBaV）却成为了番茄种植过程中的一大 “杀手”。这种病毒常常导致番茄作物严重减产甚至绝收，给印度南部的番茄种植业带来了沉重打击。

在过去，人们培育出了不少带有 Ty₂抗性基因的番茄品种，期望能够抵御 ToLCBaV 的侵害。但现实却不尽如人意，ToLCBaV 频繁爆发，使得这些原本具有抗性的品种逐渐变得易感，产量大幅下降。在这样的困境下，寻找新的抗性来源和抗病机制迫在眉睫。

为了解决这一难题，来自印度农业研究委员会 - 印度园艺研究所（ICAR - IIHR）等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在了《Discover Plants》杂志上。

研究人员为了深入剖析番茄对 ToLCBaV 的抗性机制，选用了具有明显差异的两个番茄品系 ——IIHR 2611（抗性品系）和 IIHR 2843（易感品系）作为研究对象。他们让携带 ToLCBaV 的烟粉虱（Bemisia tabaci）对这两个品系的番茄幼苗进行接种，在接种后的不同时间点，采集叶片样本用于后续分析。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展研究。首先是转录组测序（RNA - seq）技术，通过对不同时间点采集的叶片样本进行 RNA 提取，构建 RNA 文库并测序，获取了大量的基因表达数据。接着，利用定量实时聚合酶链反应（qPCR）技术对筛选出的转录因子（Transcription factors，TFs）和长链非编码 RNA（Long non - coding RNAs，lncRNAs）进行表达验证，确保研究结果的可靠性。

在研究结果方面：

• 症状观察：接种 ToLCBaV 后，在 21 天左右，易感品系 IIHR 2843 出现了典型的病症，如叶片轻微发黄、卷曲、皱缩，幼苗生长发育迟缓；而抗性品系 IIHR 2611 要么没有明显症状，要么仅有轻微症状。
• lncRNA 分析：RNA - seq 数据显示，在所有表达的基因中，lncRNA 占 10%。在抗性和易感品系之间，共有 31 个 lncRNA 存在显著差异表达。其中，9 个在两个品系中都上调；在抗性品系中，有 13 个 lncRNA 上调，且没有显著下调的 lncRNA；在易感品系中，有 22 个 lncRNA 上调，8 个显著下调。经过 qPCR 验证，发现 lncRNA LOC104646308 和 LOC112940933 在抗性品系中显著下调，而 lncRNA LOC101244860 和 LOC109120492 在易感品系中显著上调。
• 转录因子（TFs）分析：研究发现，共有 38 个 TF 基因在抗性和易感品系之间存在差异表达。在抗性品系中，DREB 蛋白 1A 和 Protein RADIALIS - like 3 这两个 TFs 上调；在易感品系中，NAC 家族 TFs 的数量最多，有 7 个，还有其他多个家族的 TFs 也有不同程度的上调。值得注意的是，WRKY TF - 53 在易感品系中上调，在抗性品系中下调。
• TFs 的时间表达谱：对 4 个 TF 基因和 4 个 lncRNA 基因进行时间表达谱分析发现，不同 TF 基因在不同品系和不同时间点的表达模式存在差异。例如，TF bHLH92 在抗性品系感染早期上调，后期下调；在易感品系中则是后期上调。

研究结论和讨论部分指出，本研究首次全面分析了番茄响应 ToLCBaV 感染时 TFs 和 lncRNAs 的表达情况。不同品系中 lncRNAs 的差异表达表明它们在植物 - 病毒互作中起着基因型特异性的作用，可能通过调节防御相关途径来影响植物的抗性或敏感性。TFs 在不同品系中的表达差异也揭示了它们在防御激活过程中的关键作用，像 DREB 1A 和 Protein RADIALIS - like 3 在抗性品系中能够诱导防御反应。这些研究结果为番茄抗病育种提供了重要的理论依据。

从实际应用角度来看，研究中鉴定出的 TFs 和 lncRNAs 可以作为分子标记，用于标记辅助选择（MAS），帮助育种人员更高效地筛选具有抗性的番茄品种。同时，它们也是基因组编辑的精确靶点，利用 CRISPR/Cas9 等基因编辑技术，可以通过上调关键 TFs 或沉默与易感性相关的 lncRNAs，增强番茄对 ToLCBaV 的抗性。此外，对 TF - lncRNA 相互作用的深入研究，有助于设计新的抗病毒防御途径，加快培育持久抗 ToLCBaV 番茄品种的进程。这不仅能减少农药的使用，推动可持续农业发展，还能保障番茄的产量稳定，为全球番茄产业的健康发展提供有力支持。