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玉米响应多堆柄锈菌侵染的miRNA筛选及zma-miR160e-Zmchn1调控模式解析

文献类型： 中文期刊

作者： 周波;程泽强;张兴瑞;韩小花;刘雪曼;张煊;吴晓林;张菁华;段灿星;曹言勇

作者机构：

关键词： 玉米;玉米南方锈病;miRNA;几丁质酶;转录调控

期刊名称：玉米科学

ISSN： 1005-0906

年卷期： 2025 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 玉米南方锈病由多堆柄锈菌（Puccinia polysora Underw.）引起，是威胁玉米生产的重大病害，但其抗性调控中miRNA的作用机制仍不明确。本研究以玉米自交系Qi319为材料，设置P. polysora接种组（Pp）与模拟接种组（MK），测定接种后0、24、48 h叶片中苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）及超氧化物歧化酶（SOD）活性，并结合转录组、miRNA及降解组测序开展多组学联合分析，旨在揭示玉米抗南方锈病的miRNA调控机制。结果表明接种后24 h，Pp组4种酶活性显著高于MK组且随时间呈上升趋势；转录组鉴定出3274个显著下调、743个显著上调的差异表达基因（DEGs），且差异基因显著富集于植物-病原菌互作、植物激素信号转导等经典抗病通路；miRNA测序筛选到48个显著差异表达miRNA（DEMs），经过滤后获得9个关键DEMs（含下调表达的zma-miR160e）。通过多组学联合分析、降解组剪切位点验证及qPCR定量证实，zma-miR160e可通过剪切作用负向调控靶基因Zm00001eb157820（几丁质酶基因，Zmchn1），且Zmchn1功能注释显示其参与几丁质分解代谢、氨基糖与核苷酸糖代谢等通路。综上，本研究揭示玉米响应P. polysora侵染的核心调控机制：通过下调zma-miR160e解除对Zmchn1的转录后抑制，进而增强几丁质酶活性及细胞壁合成前体供应，最终提高南方锈病抗性。本研究为玉米抗病分子育种提供了关键候选基因（Zmchn1）与调控靶点（zma-miR160e）。

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