轉錄組分析鑒定番茄lncRNA16397與致病疫霉抗性產生機制

　　致病疫霉是一種生物營養性病原體，是番茄晚疫病（LB）的致病因子。LB長期以來在一些國家普遍存在，給番茄種植帶來嚴重的經濟損失；因此，它被認為是影響番茄產量的主要威脅。之前對番茄病原體相互作用的研究發現，番茄的不同品種表現出不同的病原體抗性。組學測序技術的快速發展有助于鑒定植物物種中數千個長的非編碼（lnc）RNA，但是lncRNA在植物——病原體相互作用中的作用仍然在很大程度上未被探索。

　　在這項研究中，大連理工大學生命科學與技術學院欒雨時教授課題組利用比較轉錄組分析了致病疫霉抗性和敏感的番茄來鑒定差異表達的基因（DEGs）和lncRNA（DELs），并研究了lncRNA-mRNA網絡。

　　通過對轉錄組測序數據進行分析，抗性和敏感番茄之間共鑒定出1037 個DEGs和688個DELs。共定位網絡顯示了128個DEGs和127個 DELs。通過分析后發現lncRNA16397作為SlGRX22的反義轉錄物調節其表達，并且當lncRNA16397過表達時也會誘導SlGRX21表達。此外，過量表達lncRNA16397和SpGRX的番茄比感染致病疫霉后的野生型番茄中的疾病癥狀更少，活性氧（ROS）積累量更低。該結果表明番茄中的lncRNA16397誘導SlGRX表達以減少ROS積累并減輕細胞膜損傷，從而增強對致病疫霉的抵抗力。

圖 鑒定和表征致病疫霉抗性和敏感番茄之間的差異表達基因（DEGs）和lncRNA（DELs）

　　（a）DEGs和DELs數量。

　　（b）維恩圖： Sp和Slz樣品中均表達以及在某一類番茄品種中特異表達的DEG。

　　（c）番茄12條染色體lncRNA（log 10FPKM）的表達水平。圖中的兩個同心環，每個對應于不同的樣品。從外到內分別是Sp和Slz樣品。

　　（d）不同類型lncRNA的組成。

　　（e）Sp和Slz樣品之間常見和特異性lncRNA的維恩圖。

　　本研究結果提供了對涉及番茄對致病疫霉感染反應的lncRNA的了解，并通過實驗證明lncRNA16397-GRXs網絡是番茄致病疫霉網絡的重要組成部分，為優選具有高生物脅迫抗性番茄提供了思路。