大连理工大学栾雨时组揭示lncRNA调控番茄对晚疫病抗性的分子机制

番茄是全世界普遍栽培的果蔬之一，然而其产量和品质常因晚疫病受到重创。同时，番茄也是研究植物与病原物互作的模式植物。因此，探明番茄抗病的关键因子，并加以有效应用，是实现优质高产的保障。JIPB近日在线发表了大连理工大学栾雨时课题组题为“The lncRNA39896–miR166b–HDZs module affects tomato resistance to Phytophthora infestans”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb.13339）。该研究发现了番茄抗晚疫病中起负调控作用的lncRNA39896，通过吸附miR166b影响其下游靶基因HD-Zip转录因子的表达，形成lncRNA39896–miR166b–HDZs 模块，调控番茄对晚疫病的抗性。栾雨时教授课题组前期研究已表明lncRNA39896可以作为竞争性内源RNA吸附miR166b，参与番茄抗病反应，但它们如何发挥作用仍不清楚。研究人员首先用CRISPR/Cas9技术敲除lncRNA39896，获得了两个突变体植株CR-39896-19-8和 CR-39896-24-3。与对照相比， lncRNA39896、miR166b、SlHDZs表达量显著降低、上升、降低，提高了对晚疫病的抗性。

为进一步研究证实lncRNA39896是否通过影响miR166b表达发挥作用，研究人员分别创制了过表达（OE）、沉默（ST）miR166b的转基因植株，发现SlHDZs的表达量分别在OE166b、ST166b中下降、上升。过表达miR166b有助于增强抗性，而沉默miR166b则降低了抗性。

作者通过5’ RLM-RACE实验证实了miR166b切割SlHDZ34和SlHDZ45。那么这两个转录因子是如何影响番茄抗病的呢？作者进一步用VIGS技术沉默了SlHDZ4和SlHDZ45，发现沉默后的番茄植株（TRV2-SlHDZ34/45）中MDA含量和ROS水平显著降低，PAL酶活、ET和JA激素含量显著升高, 最终对晚疫病的抗性提高。

综上，该研究发现了在番茄抗晚疫病中起负调控作用的lncRNA39896，并提出lncRNA39896–miR166b–HDZ 模块通过影响MDA含量、ROS水平、PAL酶活、ET和JA含量来调控番茄对晚疫病的抗性。这些结果为揭示番茄抗晚疫病的分子机制提供了全新的理论和思路。

大连理工大学博士生洪雨慧为该文的第一作者，大连理工大学栾雨时教授和北京市农林科学院的杨进孝研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目的资助。

转自：iPlants

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