sly-miR1919c在番茄抗Phytophthora infestans（致病疫霉）中的作用机制鉴定

《Environmental and Experimental Botany》：Functional identification of sly-miR1919c in tomato resistance to Phytophthora infestans

番茄sly-miR1919c通过靶向UNP基因抑制其表达，导致植株对晚疫病（Phytophthora infestans）抗性下降，并伴随ROS积累、细胞死亡和光合效率降低。RNA-seq分析显示sly-miR1919c过表达显著调控激素信号、MAPK通路及酚类合成相关基因，验证了其通过UNP-OLP相互作用网络影响植物免疫的分子机制。

　　本研究聚焦于番茄对晚疫病的抗性机制，特别是miR1919c这一微小RNA（microRNA）在其中的作用。番茄作为一种广泛种植的作物，其在国际蔬菜贸易中占据重要地位，但其在整个生长周期中常常受到多种病原体的侵袭，包括细菌、真菌和病毒。晚疫病由卵菌（*Phytophthora infestans*）引起，是番茄种植过程中最常见且破坏性最强的病害之一，对产量和品质造成严重影响。因此，研究番茄抗病机制并开发抗病品种具有重要的农业和生物技术意义。

微小RNA在植物免疫中扮演着关键角色，它们通过调控目标基因的表达，参与多种防御反应。miR1919c作为一种保守的miRNA，此前在烟草中已被发现与病毒抗性相关，但在番茄中其功能尚未明确。本研究通过多种实验方法，包括定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）、5′-RNA连接酶介导的快速扩增cDNA末端（5′ RLM-RACE）和转录组测序（RNA-seq），探讨了miR1919c在番茄抗晚疫病中的作用及其潜在机制。研究结果表明，miR1919c在番茄受到晚疫病感染或水杨酸（SA）处理后显著下调，而茉莉酸（MeJA）处理则会诱导其表达。这一动态变化表明miR1919c可能在番茄的早期防御反应中发挥重要作用。

进一步实验中，研究团队构建了miR1919c过表达的转基因番茄植株，并发现这些植株对晚疫病表现出更高的易感性。这表明miR1919c可能作为番茄抗病的负调控因子，通过抑制某些关键抗病基因的表达来削弱植物的防御能力。为了确认miR1919c的具体作用目标，研究人员通过5′ RLM-RACE实验发现*Solyc08g067580*（UNP）是miR1919c的直接靶基因。qRT-PCR分析证实，UNP的表达在miR1919c过表达植株中显著降低，而在晚疫病感染后则被上调。这提示miR1919c可能通过调控UNP的表达来影响番茄的抗病能力。

此外，研究团队还利用酵母双杂交（Y2H）和荧光互补（LCI）实验，确认了UNP与一个名为OLP的蛋白之间存在相互作用。OLP属于病程相关蛋白5（PR-5）家族，已在其他植物中被证实参与防御反应，包括与防御素的相互作用以及调控次生细胞壁的生物合成。通过转录组分析，研究发现miR1919c过表达显著改变了与苯丙烷类生物合成、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（MAPK）信号通路以及植物激素信号传导相关的基因表达。这些结果表明，miR1919c可能通过调控这些关键通路，影响番茄的抗病能力。

在病害症状观察方面，转基因番茄植株表现出更严重的病害反应，包括更大的坏死病斑、更高的细胞死亡率以及ROS（活性氧）的显著积累。这些现象进一步支持了miR1919c在调节植物免疫中的作用。同时，转基因植株还表现出叶片黄化和侧枝增加等形态学变化，提示miR1919c可能对植物的生长发育也有一定影响。

为了验证UNP的功能，研究团队还采用了基于双链RNA的基因沉默技术（SIGS）。通过该技术，UNP的表达被显著抑制，导致番茄对晚疫病的抗性下降。这表明UNP在番茄抗病中具有正向调控作用，可能通过与OLP的相互作用参与防御反应。RNA-seq分析还揭示了miR1919c过表达对基因表达的影响，尤其是在病原体感染后，与激素信号传导和光合作用相关的基因表达显著下调。这些发现表明，miR1919c可能通过干扰这些关键生理过程，削弱番茄的免疫系统。

研究结果表明，miR1919c在番茄抗晚疫病中具有重要的调控作用，其功能可能涉及多个层面，包括基因表达、信号传导以及生理反应。该miRNA可能通过抑制UNP的表达，进而影响OLP的功能，从而降低植物的抗病能力。此外，miR1919c还可能通过调控与光合作用和激素信号相关的基因，干扰植物的防御机制。这些发现为番茄抗晚疫病育种提供了新的思路，也为miRNA在植物免疫中的作用提供了更深入的理解。

本研究的意义在于揭示了miR1919c在番茄抗病中的具体作用机制，为其作为遗传资源在抗病育种中的应用奠定了基础。通过进一步研究UNP与OLP之间的分子互作以及它们在防御反应中的具体作用，可以更全面地理解miR1919c调控植物免疫的复杂网络。同时，研究还强调了miRNA在植物抗病中的潜在应用价值，为未来利用miRNA进行作物抗病改良提供了理论依据和实验支持。