郑爱萍研究员等在DNA Research上发表论文揭示MilRNA调控水稻纹枯病菌的致病机制

2016年7月3日，《DNA研究》（DNA Research，IF: 5.267）刊发了四川农业大学水稻研究所郑爱萍研究员等的研究论文“Comprehensive analysis of microRNA-Seq and target mRNAs of rice sheath blight pathogen provides new insights into pathogenic regulatory mechanisms”。该文揭示了纹枯病菌MilRNA参与的致病机制。

microRNA (miRNA) 是调控靶基因的一类重要小RNA。在真菌中存在类似miRNA的小RNA（milRNA)，可能受到分析方法的局限，目前报道的milRNA数目非常少（在多个真菌中普遍少于45个）。本文作者开发了一个分析真菌小RNA的流程，并应用该方法第一次识别出水稻纹枯病菌的milRNA。基于侵染水稻过程的小RNA数据，共发现有177个milRNA和653个靶基因（mRNA），根据靶基因的功能、侵染阶段的milRNA以及mRNA的表达量信息确定15个milRNA与致病相关；采用RT-qPCR/RT-PCR验证了milRNA的存在，并使用双荧光表达载体验证了Rhi-milR-16与靶基因相互作用的准确性。根据侵染阶段milRNA-mRNA的相互作用，推测milRNA主要行使三个方面的调控：1）调控ABC-G转运蛋白和水解酶hydrolase（即把水稻防御反应中产生的抗真菌化合物转运或者降解掉）参与致病过程；2）调控参与信号传导途径的致病因子；3）调控细胞壁降解酶的表达，而细胞壁降解酶参与侵染水稻的过程。

此外，本文还发现有23个水稻免疫相关的miRNA对水稻纹枯病菌的侵染有反应，这些miRNA调控一些已有报道的参与抗病相关的基因（比如MYB转录因子和激酶）。第一次发现水稻miRNA对死体寄生真菌（水稻纹枯病菌）的防御反应有别于对半死体寄生真菌（稻瘟病菌）的防御反应。

这些结果为进一步研究病原菌的致病机制，以及病原菌与寄主的相互作用提供了重要的基础。

林润茂（现为北师大博士生）与贺利业（2012级硕士）为本文共同第一作者，李平教授与郑爱萍研究员为共同通讯作者，四川农业大学为唯一作者单位。