miR825-5p调控的TNLs介导拟南芥对二斑叶螨和菜粉蝶的抗性机制研究

这篇研究揭示了拟南芥中miR825-5p通过靶向TIR-NBS-LRR（TNL）类免疫受体基因（MRT1/MRT2/MIST1），负调控植物对刺吸式螨类（Tetranychus urticae）和咀嚼式昆虫（Pieris brassicae）的防御反应。研究发现，虫害诱导的miR825-5p下调通过解除对TNLs的抑制，激活效应子触发免疫（ETI），而MIST1衍生的次级干扰RNA（phasiRNAs）进一步放大沉默效应，形成针对不同取食模式的适应性防御网络。

　　

植物免疫中的miRNA-TNL调控网络

摘要
研究聚焦拟南芥miR825-5p对TNL类免疫受体（MRT1/MRT2/MIST1）的调控机制，揭示其通过转录后沉默和phasiRNA级联放大效应，差异化调节植物对刺吸式螨类（二斑叶螨）和咀嚼式昆虫（菜粉蝶）的抗性。

TNL受体的诱导与功能特征
螨虫和菜粉蝶侵染早期（0.5小时）显著上调特定TNL基因表达。二斑叶螨诱导MRT1（AT4G14370）和MRT2（AT5G41550），而菜粉蝶额外激活MIST1（AT5G38850）和AT1G63740。这些TNLs的TIR结构域均含miR825-5p结合位点，且具有保守的NAD⁺催化位点（关键谷氨酸残基），暗示其免疫信号传导功能。

miR825-5p的靶向调控机制
瞬时表达实验证实，miR825-5p通过结合MRT1/MRT2的TIR域mRNA，显著抑制YFP报告基因表达（荧光强度降低50%以上）。突变靶位点或使用无关miR319则消除此效应。虫害后miR825-5p及其前体（Pri-miR825）的快速下调（0.5小时降至基线30%），与TNLs表达峰值呈负相关。

phasiRNA的级联沉默效应
菜粉蝶侵染触发MIST1转录本产生phasiR263-1/2/9，这些次级siRNAs可跨靶沉默MRT1/MRT2（跨基因调控）。共表达实验显示，phasiRNAs使野生型MRT1-YFP荧光降低40%，而靶位点突变体不受影响。该机制在咀嚼式昆虫防御中尤为关键，形成"miRNA-phasiRNA-TNL"双层级控网络。

遗传验证与表型分析
双突变体mrt1-mrt2对两种害虫均表现更高敏感性：螨虫取食面积增加2.3倍，菜粉蝶幼虫体重增长35%。单突变体因基因冗余（MRT1缺失引发MRT2补偿性上调）呈现复杂表型——螨虫死亡率升高但产卵量反常增加，暗示防御代价平衡。

激素通路交叉调控
双突变体中SA标记基因PR1和JA标记基因VSP2的表达量较野生型降低60-70%，证实TNLs通过经典防御激素通路发挥作用。值得注意的是，miR825-5p过表达株系对菜粉蝶抗性减弱（叶片损失增加45%），但幼虫体重反常下降，提示可能存在未知补偿机制。

进化与农业应用展望
TNLs的快速进化与miRNA调控的保守性形成有趣对比。该发现为设计广谱抗虫作物提供新思路：通过编辑miR825-5p靶位点或调控phasiRNA生成，可精准增强对特定取食模式害虫的抗性，同时避免自体免疫引发的生长抑制。