大连理工：转录组分析鉴定番茄lncRNA16397与致病疫霉抗性产生机制

　　

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。

在这项研究中，大连理工大学生命科学与技术学院栾雨时教授课题组利用比较转录组分析了致病疫霉抗性和敏感的番茄来鉴定差异表达的基因（DEGs）和lncRNA（DELs），并研究了lncRNA-mRNA网络。

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。

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。

用户文章
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测序分析由联川生物协助完成

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