集思大讲堂第7讲——小RNA测序在植物病毒鉴定中的应用

植物病毒病害被称为植物癌症，在全球危害严重，可导致农作物、果树、经济林、园林植物等品质降低、产量下降、甚至绝收，全世界每年因植物病毒病害造成的农作物损失达数百亿美元之多。自从世界上第一个被发现植物病毒—烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus, TMV)至今，对植物病毒的研究已有100多年，至今已报道的植物病毒大概有1100多种(Adams et al., 2015)。植物病毒是细胞内专性寄生生物，其种类多、分布广、繁殖快、易变异、传播途径广，加上目前缺乏有效的防治药剂,使得植物病毒病害一旦流行,就会导致严重损失。因此，建立高灵敏度、快速、高通量的病毒检测体系用于植物病毒病的早期预警显得尤为重要。

自发现第一种植物病毒病以来，植物病毒的检测技术也在不断发展，常规的检测手段包括包括生物学测定法(Biologicalassay)、电子显微镜法(Electron microscopy)、血清学检测(Serological detection)和 分子生物学检测(Molecular biological detection)等。近年来，随着第二代测序技术的推出和发展，因其快速和灵敏的特点已被广泛的应用于发现和鉴定一系列已知的和未知的病毒。


基于小RNA测序技术检测植物病毒
小RNA是维持生命活动重要的体内调节分子，主要包括miRNA、piRNA和siRNA，参与调控基因的表达，细胞的生长分化，个体的发育代谢等生理过程。小RNA的深度测序技术不受病毒基因组类型的限制，无论是DNA病毒还是RNA病毒来源的小RNA都能被检测到。另一方面，由于小RNA深度测序测定的不是病毒序列，而是在RNA沉默反应过程中寄主抵抗病毒侵染产生的siRNA，由于siRNA高度冗余，即使病毒滴度很低也能被鉴定出来，在未知病毒的检测与表症低病毒的检测中发挥了巨大作用。