MiR156时序协同miR164-miR319调控水稻锯齿叶矮缩病毒病症状形成机制

Rice ragged stunt virus, a member of the genus Oryzavirus in the family Reoviridae, infects rice and induces typical disease symptoms including stuntedness, excess tillering, and leaves with serrated edges. Previous study showed that RRSV infection highly increased the accumulation of miR319, miR164 and miR156; miR319 overexpression was responsible for the development of disease symptoms and the viral infection process. Besides, miR164 has been proved to play an important role in regulating leaf complexity through interacting with miR319 and miR156. In this project, we will apply RRSV-rice interaction system to analyze the miR164 biological function in the development of disease symptoms and viral infection process, and discuss how these three miRNAs synergistically affect leaf development upon RRSV infection. This project will indicate the role of miR164-miR319-miR156 in host-virus interaction.

水稻锯齿叶矮缩病毒（Rice ragged stunt virus，RRSV）是呼肠孤病毒科（Reoviridae）水稻病毒属（Oryzavirus）的典型成员，该病毒侵染水稻诱发植物矮缩、分蘖增多和叶缘缺刻呈锯齿状等病害症状。已有研究表明RRSV能够显著诱导miR319、miR164和miR156的高表达；miR319过量表达促进病毒侵染，病害症状加重。而miR319和miR164在拟南芥中被证明与miR156-"分子时空开关"协同调控植物叶片的复杂度。本项目拟利用RRSV-水稻互作系统，采用遗传学手段初步解析miR164在RRSV诱导病害症状形成及病毒侵染过程中的生物学功能，同时探讨miR319、miR164和miR156三者如何协同作用参与RRSV胁迫下水稻叶片缺刻症状的产生过程。该项研究将初步阐释miR319-miR164-miR156在植物-病毒互作过程中的功能。

水稻锯齿叶矮缩病毒（Rice ragged stunt virus，RRSV）侵染水稻诱发叶片叶缘缺刻呈锯齿状等病害症状，RRSV能够显著诱导miR319、miR164和miR156的高表达，在拟南芥中存在叶表型相关的miRNA调控网络，该miRNA 协同调控网络是否存在于水稻中以及其是否参与RRSV致病机制尚需进一步研究。RNA-Seq测序结果表明叶表型相关miRNA在病毒侵染后表达模式发生了改变。在OsCUC1缺失突变体水稻材料中，水稻叶片呈发育缺陷表型，表现为叶片褶皱卷曲的症状，与RRSV侵染水稻引起的的症状类似。病毒侵染后，OsCUC1在pOsCUC1::OsCUC1-GFP水稻材料顶端分生组织中的表达模式发生了改变。同时，OsCUC1分别和OsCUC3、OsTCP1、OsSPL14和OsSPL17互作，表明在拟南芥中存在的叶形态相关miRNA调控网络在水稻中也存在，且功能与拟南芥并非完全一致。在缺失突变OsCUC1的水稻中，病毒侵染后导致症状加重，表明受OsCUC1调控的叶形态发育网络在水稻中参与了病毒的致病。本项目探究了在水稻中，叶形态相关miRNA调控网络受到RRSV病毒侵染的影响，并验证了OsCUC1在水稻叶片发育中发挥了关键的作用，且其表达模式受到病毒侵染的影响，这些研究加深了人们对水稻叶片发育中调控模式的认识和RRSV致病机制的理解。