【摘 要】
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在植物中,生长发育和免疫反应都是耗能的过程。高抗病性往往意味着低生长力,这与植物的适应性成本相关,而植物需要平衡抗病性和生长发育来完成正常的生命周期。植物基因组编码大量具有核苷酸结合位点和富含亮氨酸重复序列的免疫受体NLR。NLR能介导由病原物分泌的效应子触发的免疫反应（ETI）。NLR免疫受体通过NDR1蛋白和EDS1蛋白来诱导植物超敏反应从而抵御外界病原物的入侵。miRNA（micro RNA
【基金项目】
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国家自然科学基金； 湖北省自然科学基金；
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在植物中,生长发育和免疫反应都是耗能的过程。高抗病性往往意味着低生长力,这与植物的适应性成本相关,而植物需要平衡抗病性和生长发育来完成正常的生命周期。植物基因组编码大量具有核苷酸结合位点和富含亮氨酸重复序列的免疫受体NLR。NLR能介导由病原物分泌的效应子触发的免疫反应（ETI）。NLR免疫受体通过NDR1蛋白和EDS1蛋白来诱导植物超敏反应从而抵御外界病原物的入侵。miRNA（micro RNA）是一类20-24nt的非编码小分子RNA,在转录水平或转录后水平作用于靶基因m RNA,通过切割靶基因转录本以负调控靶基因的表达。miRNA靶向NLR基因介导植物的抗病性,但这些靶向抗病基因的miRNA是否对植物生长发育有影响,在平衡植物抗病性和生长发育中miRNA是否发挥着重要的作用,却尚未可知。本研究以茄科植物中靶向NLR基因的miRNA为对象,通过多靶标敲除和短串联靶标模拟技术抑制miRNA的表达/功能,从而提高植物的抗病性。为了体现植物的发育变化,自主设计了一套实时观测系统测量植物的表型。主要研究结果如下:1、通过机械可控化的光照模块和拍摄模块搭建了一套能实时高通量监控小型植物早期叶发育的表型观测系统,能连续地反映出植物早期发育的生长力。2、利用生信分析从茄科植物小RNA-seq数据库中选定到靶向NLR基因的miRNA,通过实验室改造的多靶标敲除载体和STTM靶标载体分别在烟草和番茄中转基因,获得了能同时抑制多个miRNA表达/功能的转基因植株,并对其早期发育进行了观测。初步证明了靶定NLR基因的miRNA受到抑制会影响植物的早期发育。3、利用人工miRNA表达载体抑制植物中NDR1和EDS1基因的表达从而阻断ETI抗病通路,并获得了转基因植株,为进一步的杂交验证发育是否恢复提供基础。初步证明了在抑制了miR6019/miR6020表达从而影响了烟草早期发育的植株中阻断抗病通路能够恢复植物的发育。该研究说明了靶定抗病基因的miRNA通过对植物抗性的调节从而对植物早期发育产生影响。为研究小RNA平衡植物抗性和发育提供了方法和思路。
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