橡胶树抗白粉病非编码miRNA的鉴定及功能研究

Powdery mildew of rubber tree is one of the main factors affecting rubber production and is received attention of all the rubber planting nations. miRNAs are newly discovered small regulatory RNA molecules which play an important role in the plant immunity. In this project, the powdery mildew fungus-induced miRNAs of rubber tree will be identified in genome-scale by deep sequencing and qPCR validation. The target genes of these powdery mildew-related miRNA will be further predicted and verified. Functions of these miRNA and their target genes will be investigated to clarify the molecular mechanisms involved in disease resistance. Manipulation of these miRNA expression patterns using transgenic technology may result in disease resistant rubber tree. The project will be the first time to systemically study the powdery mildew resistance miRNA of rubber tree, from which novel disease-resistant miRNA genes could be identified and the protocol will be used in the following projects. Outcomes of the project would improve our understanding of miRNA-related disease-resistance in the rubber tree.

橡胶树白粉病严重影响橡胶产量，受到各植胶国重视。miRNA是新发现的小调控RNA分子，在植物免疫抗病过程中发挥重要作用。本项目拟通过深度测序方法系统鉴定不同抗性橡胶树品系受白粉病菌侵染后miRNA的表达情况，找出差异表达miRNA做进一步的qPCR验证及抗病相关性鉴定，并从中筛选若干miRNA做靶点预测和验证,研究这些miRNA及其靶基因的功能，明确其参与调控的分子机制；通过转基因技术，在植物中改变这些miRNA的表达模式，以期获得提高橡胶树对白粉病抗性的新品系。项目首次系统研究橡胶树抗白粉病相关的miRNA，从miRNA角度阐明橡胶树对白粉病的抗性机理，具有一定的创新性及鲜明的地方特色。项目主持人有多年miRNA研究经验，研究团队已经取得了一些前期研究成果，可保证项目的顺利实施。项目完成后将丰富人们对于橡胶树抗病性的认识，为今后将miRNA用于橡胶树病害防治及抗病育种提供新的途径和方法。

项目背景：橡胶是四大工业原料之一，关系着国防、民生等各方面，我国橡胶单株产量低，加之白粉病等病害影响，导致我国的橡胶自给率不足30%。miRNA是生物体内一种重要的调控分子，其应用受到国内外的广泛重视，基于此本项目拟研究miRNA参与抗病的分子机制，为橡胶树抗病育种提供miRNA基因资源。.主要研究内容：1）白粉病处理后橡胶树miRNA差异表达谱分析；2）抗病相关的miRNA的qPCR验证；3）miRNA靶点预测及验证；4）miRNA及其靶基因参与调控的抗病分子机制；5）miRNA对植物先天免疫系统影响测定及生物功能分析。.重要结果：1）本项目共发现橡胶树miRNA2841个，其中在miRBase数据库存在的31个miRNA中有29个均被检测到，与其他植物同源miRNA 844个被检测到；检测到并预测新miRNA 1967个；2）探明了橡胶树经白粉病处理后其miRNA表达谱，并发现部分miRNA在疾病发展的不同阶段发挥作用；3）通过系统研究已有的miRNA qPCR检测方法，并实验验证，找到了一种有效的miRNA设计方法，并针对全部橡胶树miRNA（2841个）进行了引物设计，在此基础上正在构建miRNA检测引物数据库；4）发现橡胶树hbr-miR398通过靶向Res6基因参与抗病调控的分子机制。.科学意义：项目实施过程中发现的相关研究结果及方法将为今后橡胶树miRNA的研究奠定基础，并为其他物种miRNA的研究提供借鉴。