MicroRNAs调控菜豆免疫应答的分子机制及其在炭疽病抗性中的作用

本研究针对炭疽病菌（Colletotrichum lindemuthianum）侵染导致的菜豆重大产量损失问题，通过RT-qPCR技术解析miRNAs（miR160abc-5p/miR393abcd-5p/miR2118-3p/miR5374）的时序表达特征，揭示其通过调控生长素信号通路和NBS-LRR抗性基因平衡免疫与生长的分子机制，为作物抗病育种提供新靶点。

　　

炭疽病是威胁全球菜豆（Phaseolus vulgaris L.）生产的毁灭性病害，由半活体营养型真菌Colletotrichum lindemuthianum引起，可造成高达100%的产量损失。作为人类膳食中最重要的食用豆类，菜豆在发展中国家是蛋白质和碳水化合物的主要来源，其抗病性研究具有重要社会经济意义。传统化学防治不仅成本高昂，还会引发环境与食品安全问题，因此解析植物天然免疫机制成为可持续农业的关键突破口。

巴西南圣卡塔琳娜联邦大学（Federal University of Santa Catarina）植物分子生物学课题组发现，微小RNA（microRNAs, miRNAs）作为基因表达的精密调控者，可能在菜豆应对病原侵染过程中发挥核心作用。研究人员选取易感品种'Uirapuru'，通过时序接种实验结合分子生物学技术，首次系统描绘了miRNAs在炭疽病侵染过程中的动态调控网络。

研究采用RT-qPCR（实时定量PCR）技术监测关键miRNAs表达，结合生物信息学预测靶基因。实验样本为接种病原菌0-96小时（hai）的菜豆叶片，重点关注真菌发育与植物免疫应答的共进化过程。

真菌发育与感染过程
病原菌在48 hai开始形成侵染结构，96 hai时黑色素化附着胞比例显著增加。这种快速黑色素化帮助真菌突破植物物理屏障，暗示植物需要在此关键时间窗启动有效防御。

miRNAs的时序调控特征
研究发现：1）miR160abc-5p和miR393abcd-5p在病原菌向坏死营养阶段转化时显著下调，可能通过生长素（auxin）信号通路协调生长-防御资源分配；2）豆科特有miR5374和miR2118-3p在48 hai上调，但后者在96 hai回落，二者预测靶向含LRR（富亮氨酸重复序列）结构域的NBS-LRR类抗病基因，提示其可能通过抑制免疫受体表达促进病原定殖。

讨论与结论
该研究揭示miRNAs通过多层级调控网络参与菜豆-炭疽菌互作：早期通过生长素通路调节基础抗性，后期通过特异性沉默NBS-LRR基因可能帮助病原体逃逸植物免疫监视。特别是miR5374的诱导表达模式，为解释豆科植物特有的病原协同进化机制提供新视角。这些发现不仅深化了对植物免疫表观调控的理解，更为设计基于miRNA的分子育种策略奠定理论基础，对保障全球粮食安全具有重要意义。