水稻抗黑条矮缩病相关miRNA的鉴定、功能解析与应用展望.docxVIP

水稻抗黑条矮缩病相关miRNA的鉴定、功能解析与应用展望

一、引言

1.1研究背景与意义

水稻作为全球最重要的粮食作物之一，为超过半数的世界人口提供主食。在中国，水稻的种植历史已超5000年，是国家粮食安全的关键支柱。其产量和品质的稳定提升，对保障民生、促进经济发展和维护社会稳定具有举足轻重的意义。据统计，全球约有35亿人口以大米为主食，水稻的稳定供应直接关系到这些人口的基本生活需求。在中国，水稻种植面积广泛，从南方的亚热带地区到北方的温带地区，都有大量的水稻种植，其产量对满足国内粮食需求起着关键作用。

水稻黑条矮缩病是一种极具破坏力的病毒性病害，给水稻生产带来了严重威胁。该病害主要由水稻黑条矮缩病毒（RBSDV）引发，通过介体昆虫传播，在全球多个水稻种植区域频繁爆发。一旦水稻感染此病，其生长发育会受到严重阻碍，导致大幅度减产甚至绝收，给稻农带来巨大的经济损失。在一些病害高发地区，如中国的华东、华南部分地区，以及东南亚的一些国家，水稻黑条矮缩病的爆发使得许多稻田产量锐减，部分重病田几乎颗粒无收。这不仅影响了当地农民的收入，还对区域粮食供应和市场稳定产生了负面影响。

目前，针对水稻黑条矮缩病的防治手段较为有限，主要依赖化学药剂来控制介体昆虫的传播，但长期使用化学药剂不仅导致昆虫产生抗药性，还对环境造成了严重污染，破坏了生态平衡。寻找新的绿色、可持续的防治策略迫在眉睫。微小核糖核酸（miRNA）作为一类重要的非编码小分子RNA，在植物应对生物和非生物胁迫过程中发挥着关键的调控作用。研究表明，miRNA能够通过对靶基因的表达调控，参与植物的抗病毒防御反应，在植物抗病毒机制中占据重要地位。因此，深入探究水稻抗黑条矮缩病相关的miRNA及其功能，对于揭示水稻抗病毒的分子机制具有重要的科学意义，为开发基于miRNA的新型抗病育种策略和病害防治方法提供了理论依据，有望为解决水稻黑条矮缩病这一难题开辟新的途径，对保障全球粮食安全和农业可持续发展具有深远的影响。

1.2水稻黑条矮缩病概述

1.2.1病原特征

水稻黑条矮缩病毒（RBSDV）隶属于呼肠孤病毒科（Reoviridae）斐济病毒属（Fijivirus）。其病毒粒子呈等径对称的球状多面体结构，直径约为75-80nm，具有内外两层衣壳。在细胞质中，病毒粒子以三种形式存在：一是分散或不规则聚集状态；二是呈有规则的晶状排列；三是多个病毒粒子排列成串，外包一层膜形成豆荚状、鞘状或管状构造。这种多样的存在形式可能与病毒在细胞内的复制、装配和传播过程密切相关。

RBSDV的基因组由10条双链RNA（dsRNA）片段组成，分别命名为S1-S10。这些片段编码了多个具有重要功能的蛋白，包括病毒的结构蛋白和非结构蛋白。S1片段编码依赖RNA的RNA聚合酶（RdRp），该酶在病毒的基因组复制过程中起着核心作用，负责以病毒的RNA为模板合成新的RNA链。S2片段编码的蛋白参与病毒粒子的结构组成，对于维持病毒粒子的稳定性和完整性至关重要。S3片段编码的非结构蛋白则在病毒的侵染和传播过程中发挥着关键作用，可能参与了病毒与寄主细胞的相互作用，协助病毒突破寄主的防御机制。

RBSDV主要通过介体昆虫灰飞虱、白背飞虱和白带飞虱等进行传播，其中灰飞虱是最主要的传毒介体。介体昆虫一旦感染病毒，便终身带毒，但该病毒不会经卵传播。在自然环境中，病毒主要在大麦、小麦等病株上越冬，部分也在介体昆虫体内越冬。越冬后的第一代灰飞虱在病麦上获取病毒后，会将病毒传播到早稻、单季稻、晚稻和青玉米等寄主植物上。稻田中繁殖的第二代和第三代灰飞虱，在水稻病株上吸食病毒后，又会将病毒传播到晚稻和秋玉米上。晚稻上繁殖的灰飞虱成虫和越冬代若虫继续进行传毒，将病毒传给大麦、小麦，从而完成病毒在田间的侵染循环。这种复杂的传播途径和侵染循环使得病毒在田间的传播范围不断扩大，增加了病害防控的难度。

1.2.2发病症状与危害

水稻在不同生育期感染黑条矮缩病后，会表现出不同的典型症状。在苗期发病时，心叶生长明显缓慢，叶片变得短宽、僵直，颜色浓绿，叶脉上出现不规则的蜡白色瘤状突起，随着病情发展，这些突起会逐渐变黑褐色。病株的根系短小，植株矮小，严重时无法抽穗，往往会提早枯死。在分蘖期发病，新生分蘖首先表现出症状，主茎和早期分蘖虽然还能抽出短小的病穗，但病穗常常缩藏于叶鞘内，无法正常发育，导致结实率极低。进入拔节期发病，剑叶变得短阔，穗颈短缩，影响水稻的正常抽穗和授粉，结实率显著降低，叶背和茎秆上可见短条状瘤突，这些瘤突是病毒在水稻体内增殖和扩散的结果，严重破坏了水稻的组织结构和生理功能。

水稻黑条矮缩病对水稻的产量和品质造成了极大的影响。由于病株生长发育受阻，无法正常抽穗、结实，导致