大连理工大学研究生，大连理工大学研究生院
长链非编码RNA（lncRNA） 是一类长度大于200 个核苷酸的RNA转录本。研究表明，lncRNAs可以与RNA、DNA和蛋白质相互作用，在植物发育和抵御逆境胁迫等方面具有十分重要的作用。番茄晚疫病是由致病疫霉（Phytophthora infestans）引起的严重病害，每年给番茄的生产带来巨大的经济损失。然而，目前人们对于lncRNAs在番茄晚疫病抗性中的分子机制仍然知之甚少。
近日，大连理工大学栾雨时教授团队在International Journal of Biological Macromolecules在线发表了题为Sl-lncRNA47980, a positive regulator affects tomato resistance to Phytophthora infestans的研究论文，报道了在番茄抗晚疫病中起正调控作用的lncRNA47980，其通过调节ROS和植物激素的含量，增强了番茄对晚疫病菌的抗性。
课题组前期研究已表明lncRNA47980能够参与番茄抗病的过程，但它如何发挥作用仍不清楚。作者首先通过5’和3’RACE实验获得了Sl-lncRNA47980序列全长，并发现其可以被GA3和晚疫病菌诱导。通过对Sl-lncRNA47980过表达及沉默株系的抗病性研究发现，Sl-lncRNA47980可以增强ROS的清除能力，同时上调JA的含量，提高了番茄对晚疫病菌的抗性（图1）。
图1. Sl-lncRNA47980增强番茄对晚疫病的抗性
为进一步探究lncRNA47980的作用机制，作者通过双荧光素酶和GUS报告试验证实了Sl-lncRNA47980可通过激活赤霉素失活酶基因SlGA2ox4启动子的方式，提高SlGA2ox4的表达水平，进而降低内源GA含量。同时发现番茄GA信号抑制因子SlDELLA的表达水平增加，激活了JA通路基因的表达，抑制了SA通路基因的表达。外源施用GA3和GA合成抑制剂分别提高了Sl-lncRNA47980过表达株系对晚疫病的敏感性，增强了Sl-lncRNA47980沉默株系对晚疫病的抗性。由此推测，Sl-lncRNA47980介导GA通路增强番茄对晚疫病的抗性。
综上，Sl-lncRNA47980可以通过调节ROS和植物激素的含量，正调控番茄对晚疫病的抗性（图2）。这些发现为揭示番茄抗晚疫病的分子机制提供了新的理论和思路，也为番茄育种提供了新的候选基因。
图2. 番茄Sl-lncRNA47980响应致病疫霉侵染的机制模型
大连理工大学博士研究生宿承璘和王政杰为论文共同第一作者，栾雨时教授为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目的资助。
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813023027198
大连理工大学研究生(大连理工大学研究生院)