少孢节丛孢捕器形成过程中的小RNA及其功能研究

小RNA广泛存在于多种真核生物，相关的功能研究和实际应用都取得了很多有意义的成果，但是真菌小RNA的研究仍处于起步阶段；另一方面，现有的研究对杀线虫真菌侵染线虫的分子机制仍然知之甚少。本项目围绕少孢节丛孢捕器形成过程中的小RNA及其功能这一关键问题，通过测序等实验手段和生物信息学分析相结合，鉴定并验证少孢节丛孢捕器形成过程中发挥作用的小RNA及其靶基因，研究它们在侵染过程中的功能。在前期已经完成少孢节丛孢菌全基因组测序的基础上，利用比较基因组和生物信息学方法预测小RNA及其靶基因，同时对少孢节丛孢形成捕器前后关键时间点进行小RNA测序，通过数据比较和生物信息学分析，进一步预测小RNA及其靶基因；在此基础上，通过芯片和Northern等实验手段验证候选小RNA，并利用小RNA抑制和报告基因系统等实验手段对已经确认的小RNA及其靶基因进行功能验证，研究它们在捕器形成和侵染过程中的功能与作用。

捕食线虫真菌能够利用多种捕食器官杀灭线虫，是自然界中线虫的天敌，并有可能成为潜在的线虫生防制剂。在捕食过程中，捕食线虫真菌经历了从腐生到寄生的生活方式转变，但是其中的分子机制仍然不为人所知。本项目从RNA干扰的角度对其进行了研究。研究表明，RNA干扰在捕食线虫真菌的捕食适应性方面发挥了重要作用。本项目以少孢节丛孢为研究对象，通过比较基因组发现少孢节丛孢基因组中编码了包括dcl-1和qde-2在内的RNA干扰通路的相关基因，同时发现这两个基因在捕食器官诱导形成过程中表达水平发生显著变化。进一步研究表明，qde-2基因敲除后，少孢节丛孢几乎不能再被诱导形成捕食器官。同时，通过对少孢节丛孢捕食器官诱导形成的关键时间点的小RNA测序，我们发现了一些潜在的类似于miRNA的小RNA。我们已经通过RT-PCR和Northern杂交验证了其中的一些小RNA。其中，对小RNA-289的敲除也能够干扰捕食器官的形成。为了研究小RNA和RNA干扰的作用通路，通过对QDE-2蛋白的免疫沉淀，我们发现其中一些小RNA通过与QDE-2的相互作用发挥功能。我们对已经验证的小RNA进行了靶基因预测，并在QDE-2蛋白的免疫共沉淀产物中进行了验证。我们的研究工作在真菌小RNA和RNA干扰功能研究方面具有创新和领先地位，研究结果证明它们在捕食线虫真菌捕食器官诱导形成和捕食性转换过程中发挥重要作用，为捕食适应性研究和生防制剂研发提供新的思路。