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

作者:孙畅; 姚兆群; 曹小蕾; 卞鹏轩; 刘倩倩; 赵思峰
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吸器是瓜列当从甜瓜维管束获取营养的渠道。它也是瓜列当与sRNAs、病毒、糖和蛋白质等瓜类交换材料的地方。然而,目前尚不清楚miRNA是否可以通过吸器在列当与其宿主之间转移。本研究以列当甜瓜的枝(瓜)寄生系统为研究对象,选择寄生在列当的瓜根、寄生在瓜上的瓜列当寄生部分和寄生点上方2~3根cm列茎作为处理,未在列当接种的瓜根作为对照。对四个样本进行采样和sRNA测序,结果总共有56832594个clean reads样本,216个miRNA样本被鉴定,包括69个已知的保守miRNA和147个新miRNA样本。被甜瓜寄生后,35个miRNA在甜瓜中差异表达,其中17个miRNA表达显著下调,主要参与宿主防御相关的信号转导。18miRNA显著上调表达,主要参与DCL酶的合成,并诱导防御相关基因的表达。GO分析表明,这些差异表达的基因主要涉及分子功能项目,共有5类。夏洛克·KEGG的分析表明,他们主要参与16种不同的途径。实时荧光定量PCR被用来验证13个差异表达miRNA的表达趋势,这与sRNA测序结果一致,表明sRNA测序结果是可信的。此外,对三种已知的甜瓜进行了筛选,并确定将转移到瓜列当。这些转移的miRNA主要参与miRNA的生物合成、RNA的运输和活性氧物种的清除。三种新的甜瓜从miRNA转移到甜瓜,它们的功能主要涉及mRNA合成、胞吞作用和信号转导,表明miRNA在瓜列当为寄生宿主时具有双向转移。本研究结果为揭示甜瓜列当与甜瓜相互作用的分子机制提供了理论依据,也为甜瓜列当的防治提供了新的思路。