Different Virus-Derived siRNAs Profiles between Leaves and Fruits in Cucumber Green Mottle Mosaic Virus-Infected Lagenaria siceraria Plants

被黄瓜绿斑驳花叶病毒感染的葫芦叶片和果实中vsiRNAs 表达谱不同

【期刊】：Frontiers in Microbiology，IF= 4.165，2016.10

【摘要】：病毒性诱导的干扰RNA（vsiRNAs）在寄主抗病毒性感染机制中有着重要的作用。运用深度测序技术分析vsiRNAs表达谱来研究病毒与植物寄主的关系已经比较系统化。然而，比较同一个寄主植物的不同组织的vsiRNA表达谱的研究鲜有报道，本研究中，比较分析了经黄瓜绿斑驳花叶病毒(CGMMV) 感染的染病葫芦的叶片和果实中vsiRNAs表达谱。许多vsiRNAs出现在感病的叶片和果实中，在感病的叶片和果实中vsiRNAs的长度大多为21和22nt，这与之前的研究一致。有趣的是，在感病的叶片中 vsiRNAs主要由病毒RNAs正义链产生，但是在感病的果实中由正义链和负义链产生的vsiRNAs数量相当。在叶片特异性正义vsiRNAs大小为21nt的有2058条，22nt的有3396条，但是在果实中仅有6条21nt和 1条22nt大小的 正义链 vsiRNAs 。在果实中vsiRNAs 热斑仅出现在 5′-末端 和 3′-末端 的 病毒正义链,在叶片中有大量的热斑。在两种组织中vsiRNAs 的GC含量和5′-末端核苷酸不同.本文为研究在同一个寄主植物中比较不同组织中vsiRNAs的表达谱奠定了基础。

关键词: 病毒性sRNAs，CG MMV，组织特异性，NGS数据分析，葫芦

【研究思路】：

【研究结果】：

图1 在L.siceraria叶片上CGMMV的症状以及用RT-PCR 检测L.siceraria叶片和果实中的CGMMV

(A) 在接种14天后被CGMMV感染的叶片有典型的绿色斑点马赛克症状,但是在模式叶片中没有。(B)在被CGMMV感染的叶片和果实（由测序验证过）中 RT-PC检测有清楚地条带，在模式样本中没有明显的条带。

表1病毒感染和健康的植株L.siceraria 中sRNA测序深度情况

图2：在正常植株和被CGMMV感染的L.siceraria.中sRNAs大小分布情况

在总sRNA中，长度在24nt的占60-70%，其次是23nt.很明显，病毒感染的叶片样本中21-和 22-nt reads的比例显著多于模式植物，而24-nt reads 比较少。然而，在感染了的果实和模式植物中，长度分布没有明显的不同。

叶片中产生的siRNAs多于果实

图3：在染病的L. Siceraria.中由CGMMV诱导的siRNAs的丰度

大多数vsiRNAs长度 为 21 和 22 nt

24nt的sRNA在总的sRNA中所占比例最多，在感染的植物叶片中长度为21nt和22nt的sRNA显著增加的是vsiRNA（图4A，C），与模式植物相比，在感染的叶片中21nt和22nt的sRNA显著增加原因可能是vsiRNA的存在。但是，在被感染的叶片和果实中，单独的vsiRNA含量低于10%（图4B，D），表明在染病的植物中有大量高拷贝的vsiRNAs。

图4：病毒引起的siRNAs以及CGMMV感染的L.siceraria植物中不同长度的(18–30nt)sRNA 所占的百分比

vsiRNAs 主要由叶片中病毒正义链RNA产生，而不是果实

图5：在染病的L.siceraria中由CGMMV-诱导的siRNAs大小分布情况

vsiRNAs热斑在果实中有，但是叶片中没有,仅出现在正义链的5′末端和3′末端区域

图6：在感病的L.siceraria.中组织特有和共有的CGMMV诱导的siRNAs表达谱

vsiRNAs的GC含量以及 5′核苷酸在叶片和果实中的分布情况不相同（图6B，D）

图7：CGMMV诱导的siRNAs分布与病毒基因组一致

【研究结论】

本文通过二代测序技术研究了被CGMMV-derived siRNA感染的叶片和果实中 siRNA的表达谱。在染病的叶片和果实中，vsiRNA 模式丰度，极性，热斑分布，GC含量， 5′末端核苷酸都不同。此外，染病的叶片有大量的叶片特异vsiRNAs 有显著地的 5′核苷酸。本文首次研究比较了同一个寄主中不同组织的 vsiRNA 表达谱 。