水稻体内与水稻条纹病毒侵染相关的新miRNA鉴定与分析

miRNA是生物体内对基因表达起调控作用的20-24nt小RNA。近年研究表明，植物病毒侵染能够导致寄主miRNA表达变化。针对水稻病毒，国内科学家目前已开展了基于miRNA芯片的水稻miRNA表达谱分析，然而对水稻体内是否存在与病毒侵染相关、但目前尚未报道的新miRNA，还不清楚，我们拟对此开展工作。项目前期工作已获得病毒侵染前后的水稻小RNA序列数据库，并通过分析其中病毒基因组来源的siRNA，建立了海量序列的数据分析平台。目前已利用该平台获得部分差异表达的小RNA序列，初步分析发现有19条小RNA的前体具有类似pre-miRNA的发夹结构，推测其中可能包括了未知的新miRNA。本项目将继续分析预测具有前体结构的小RNA，并对这些小RNA进行表达验证、靶基因分析、切割位点分析，以及候选miRNA在水稻体内的超表达、下调表达后的水稻表型分析，最终确定新miRNA并了解其功能。

课题完成预期研究内容，发现23条新产生于19条水稻已知miRNA前体的新miRNA序列，7条产生于新前体的miRNAs；获得了33个超表达特定miRNA的水稻、2个miRNA特异性下调的水稻；其中osa-miR171b超表达水稻生育期延长，而同时体内的赤霉素（GA）合成相关基因在水稻萌发期，秧苗期和分蘖期大多低于对照植株，而在抽穗期却明显高于对照植株，推测osa-miR171b通过调节GA途径而导致了相关表型的出现，而osa-miR171b功能抑制的植株表现出植株矮小、分蘖减少和不结实的表型，这与RSV侵染后的水稻症状表现相一致，我们推测RSV侵染后miR171b表达下调可能参与了RSV侵染后病症的发生。对一条新miRNA（nmiR119）开展深入研究工作发现，RSV侵染导致其表达轻微上调，超表达水稻增强对RSV的敏感性，但水稻体内的RSV RNA积累水平却没有明显增多，而nmiR119功能抑制的植株同样表现出对RSV的敏感，并且病毒RNA积累量处于极低水平。推测nmiR119在水稻体内的正常表达可能是水稻对抗RSV侵染必需的分子之一，其表达水平的改变导致植株对RSV极度敏感。要揭示nmiR119的功能细节，可能还需要结合靶基因的研究来做深入分析。与此同时，为方便开展miRNA功能研究，我们还建立了一种构建人工miRNA的简易方法和一种基于病毒表达抑制miRNA功能的方法，促进了相关工作的开展。研究发表SCI论文5篇。