基于高通量测序筛选分枝(瓜)列当甜瓜寄生体系中的转移miRNA

摘要

吸器是瓜列当从甜瓜维管束获得养分的通道,同时也是瓜列当与甜瓜进行sRNAs、病毒、糖类、蛋白质等物质交换的场所,但miRNA是否能够通过吸器在列当和寄主之间转移尚不清楚。本研究以分枝(瓜)列当甜瓜寄生体系为研究对象,分别选取寄生有瓜列当的甜瓜根系、瓜列当寄生于甜瓜的寄生部位和寄生点上方2~3 cm列当茎秆为处理,以未接种列当的甜瓜根部为对照,对4个样本进行取样及sRNA测序,共产生56 832 594条clean reads,鉴定得到216种miRNA,其中包括69个已知的保守miRNA及147个新miRNA。在被瓜列当寄生后,甜瓜中35个miRNA差异性表达,其中,17个miRNA显著下调表达,主要参与寄主的防御相关信号转导;18个miRNA显著上调表达,主要参与DCL酶的合成和诱导防御相关基因的表达。GO分析表明这些差异表达的miRNA主要参与了分子功能条目,共计5个类别;KEGG分析表明它们主要参与了16种不同的途径。利用实时荧光定量PCR验证了13个差异表达miRNA的表达趋势,其趋势与sRNA测序结果相符,表明sRNA测序结果可信。另外筛选鉴定到3个已知甜瓜miRNA转移至瓜列当,这些转移miRNA主要参与miRNA的生物合成、RNA的转运和活性氧的清除;3个新瓜列当miRNA转移至甜瓜,其功能主要参与mRNA的合成、胞吞作用和信号传导,表明miRNA在瓜列当寄生寄主时存在双向转移。本研究结果为揭示瓜列当与甜瓜互作的分子机制提供了一定理论基础,也为瓜列当的防治提供了新思路。