Identification and characterization of microRNAs from in vitro-grown pear shoots infected with Apple stem grooving virus in response to high temperature using small RNA sequencing

Contexte : Les microARN ont des fonctions dans divers processus biologiques comme la croissance, la transduction de signaux, la résistance aux maladies et les réponses au stress chez les végétaux. Le traitement thermique est une approche efficace pour éliminer des virus chez les arbres fruitiers, mais le rôle des microARN dans ce processus reste inconnu. Dans une étude antérieure, nous avons montré que le traitement à haute température réduit les titres du virus du bois cannelé du pommier (VBCP) dans les extrémités des pousses de Pyrus pyrifolia cultivées in vitro. Dans la présente étude, nous avons identifié, par séquençage de nouvelle génération, des microARN de poirier modifiés par une température élevée et avons caractérisé sur le plan moléculaire la régulation par des microARN de l’expression de gènes cibles dans les tissus du méristème apical et basal de pousses de poirier cultivées in vitro et infectées par le VBCP à différentes températures.
Résultats : À partir de méristèmes apicaux de pousses de P. pyrifolia cultivées in vitro et infectées par le VBCP, nous avons obtenu, par séquençage Illumina à haut débit de banques de petits ARN, 22 592 997 et 20 411 254 lectures nettes à 24 °C et à 37 °C, respectivement. Nous avons identifié 149 microARN conservés et 141 nouveaux microARN. Sept microARN conservés et 77 nouveaux microARN étaient différentiellement exprimés à différentes températures. Nous avons prédit les gènes cibles de ces microARN différentiellement exprimés et leurs fonctions. L’analyse Gene Ontology montre que les gènes les plus ciblés par ces microARN participent à des processus métaboliques, à la réponse au stress et à la signalisation moléculaire. Ainsi, ces microARN qui réagissent à haute température jouent des rôles dans des réseaux de régulation génique variés. L’analyse qRT-PCR montre que ces microARN et leurs gènes cibles sont exprimés dans les tissus du méristème apical et basal de la pousse. En outre, la haute température a réduit les titres viraux dans le méristème apical et y a régulé à la hausse des gènes cibles qui étaient négativement régulés par les microARN et qui étaient impliqués dans la défense contre les maladies et la transduction de signaux hormonaux. Nos résultats portent à croire que des microARN jouent un rôle important pour réduire les titres du VBCP dans les pousses de poiriers cultivées in vitro.
Conclusions : L’étude est la première à mettre en évidence des microARN différentiellement exprimés à 24 °C et à 37 °C dans le méristème apical de pousses de poiriers infectés par le VBCP. Les données obtenues seront utiles aux études futures sur la fonction antivirale de ces microARN chez le poirier et d’autres arbres fruitiers.