小麦斑枯病抗性相关microRNA的鉴定及其调控网络解析

针对小麦斑枯病（Bipolaris sorokiniana）抗性机制不明的问题，研究人员通过高通量测序和生物信息学分析，对比抗性（YS#54）和感病（YS#83）小麦基因型，鉴定出572个保守和632个潜在新型miRNAs，揭示其通过靶向转录因子和抗病相关基因调控防御通路。该研究为开发miRNA标记及抗病育种提供了理论依据。

　　

小麦是全球重要的粮食作物，但气候变化和病害威胁导致其产量面临严峻挑战。其中，由真菌病原体Bipolaris sorokiniana引起的斑枯病（spot blotch）尤为严重，在温暖潮湿地区可造成高达50%的产量损失，同时降低谷物品质。尽管已知microRNA（miRNA）在植物抗病中发挥关键作用，但小麦应对斑枯病的miRNA调控机制仍不明确。

为解析这一问题，印度巴纳拉斯印度大学（Banaras Hindu University）真菌与植物病理学系的研究人员联合多家机构，利用抗病（YS#54）和感病（YS#83）小麦基因型，通过接种B. sorokiniana后的时序采样（0、24、48小时），结合高通量小RNA测序和生物信息学分析，系统研究了miRNA及其靶基因的动态调控网络。该研究发表于《Phytochemistry》，揭示了miRNA介导的防御信号通路，为抗病育种提供了新靶点。

研究采用的主要技术包括：1）基于Illumina平台的小RNA测序；2）差异表达miRNA筛选（抗/感病基因型对比）；3）靶基因预测及功能注释（GO分析）；4）表达相关性验证（miRNA-mRNA负调控）。实验材料来自田间表型鉴定的抗/感病小麦品系。

研究结果

植物材料与生长条件
抗病和感病基因型在接种后呈现显著差异：感病植株第4天出现病斑，第14天死亡，而抗病植株无症状。

结果
共鉴定到1210个miRNAs（572保守、632潜在新型），其中6个在全部样本中表达。467个miRNAs靶向7937个转录本，表达呈负相关。关键miRNAs（如tae-miR156、ptc-miR482c）通过调控SPL和NBS-LRR类抗病基因参与防御。

讨论
miRNAs通过RNA诱导沉默复合体（RISC）介导的mRNA切割或翻译抑制，调控植物对生物胁迫的响应。本研究首次系统揭示了小麦斑枯病中miRNA的时空动态，发现其靶向多个防御相关通路（如激素信号、氧化应激）。

结论
研究明确了572个斑枯病响应miRNAs的功能网络，其中部分同时参与发育和非生物胁迫应答。通过GO分析，揭示了这些miRNAs在防御信号转导中的核心作用，为分子标记开发和抗病育种奠定了理论基础。

该研究的创新性在于整合多组学数据解析了小麦-病原互作的miRNA调控层，其成果对实现可持续农业和粮食安全具有重要意义。