心叶烟和三生烟对TMV的过敏性差异

以5个浓度的TMV溶液分别接种三生烟和心叶烟,对其产生枯斑的形态、数目和大小进行了分析比较。结果显示,两烟草接种TMV后产生的枯斑在形态上没有差异;心叶烟产生的全叶平均枯斑数多于三生烟,且与接种病毒浓度的相关性显著(r=0.958,p<0.05);在同一浓度下,三生烟叶片上形成的小枯斑数多于心叶烟、形成的大枯斑数少于心叶烟,且差异极显著(p<0.01)。

烟草SKP1基因cDNA的克隆分析及原核表达

应用DDRT-PCR法获得可被壳寡糖诱导的枯斑三生烟SKP1基因cDNA的3′端序列,通过5′RACE扩增该基因cDNA的5′端,进而扩增此基因cDNA的全长,通过同源性比较分析表明,与本塞姆氏烟草的SKP1基因同源性达81%,其cDNA全长653bp(GenBank登录号:AY702087),其中编码区位于73～540bp,编码一条155个氨基酸的多肽。经预测该多肽的分子量为17527.78Da,等电点为4.57,定位于细胞质,功能结构域分析结果显示在4～105位氨基酸有一明显的Skp1结构域,其E值为1.25e-52,因此推断该基因为枯斑三生烟的SKP1基因。将该基因编码区亚克隆到原核表达载体pET23b(+)上,转化大肠杆菌BL21(DE3),表达出与预测分子量一致的蛋白。为进一步研究该基因的功能奠定了基础。

三生烟和心叶烟对TMV挑战接种的响应差异

用TMV溶液分别感染三生烟和心叶烟,36h,24h和12h后挑战接种同一浓度的TMV溶液,对其产生枯斑的数目和大小进行了分析比较.结果表明:在感染病毒后同一间隔时间挑战接种TMV,三生烟各处理叶片上形成的全叶枯斑数显著少于心叶烟;两品种烟草感染病毒36h后挑战接种TMV产生的全叶平均枯斑数与其他各处理组的差异都极为显著.

不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】筛选不同温度下烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)侵染后枯斑三生烟(Nicotiana tabacum var.Samsun NN)差异表达的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA),研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水(phosphate buffered saline,PBS),48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90(N.tabacum var.TN90)基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA(differentially expressed lncRNA,DElncRNA),并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8000万条clean reads,共获得4737条已知lncRNA、40169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】不同温度(25℃和31℃)条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。