miRNA394調(diào)控擬南芥葉片形態(tài)、鹽和干旱脅迫的反應.pdf

1、植物中的microRNA(miRNA)是一類非編碼的小分子RNA。它不僅能調(diào)控植物的生長發(fā)育，還能影響植物對逆境脅迫的響應。本論文鑒定了擬南芥中miR394及其靶基因的功能。miR394的靶基因是一個F-box(SKP1-Cullin/CDC53-F-box)家族蛋白基因(Atlg27340，這里我們將其命名為LEAFCURLINGRESPONSIVENESS，LCR)。首先，我們發(fā)現(xiàn)miR394能夠調(diào)控葉片卷曲的形態(tài)。lcr功能缺失突

2、變體表現(xiàn)出植株矮化，葉形異常。在表達不受miR394調(diào)節(jié)的LCR過表達(35S∷m5LCR)和MIM394的植株中，葉片呈向下卷曲形態(tài);相反，35S∷MIR394a/b植株表現(xiàn)出向上卷曲形態(tài)。表達分析顯示，LCR存在一個最佳表達狀態(tài)以維持葉片正常的表型，過低或者過高的LCR表達都會導致非正常的葉片形態(tài)，說明miR394對維持正常的葉片形態(tài)是必需的。由于生長素在葉片形態(tài)建成中發(fā)揮著重要的作用，所以我們用DR5-GUS報告基因觀察了轉(zhuǎn)基因植

3、株中生長素的分布狀態(tài)。與野生型植株相比，在lcr突變體和35S∷m5LCR植株中DR5的表達模式發(fā)生了明顯的變化。此外，在35S∷m5LCR植株中，生長素相關的基因IAA3，AXR3和IAMT1表達明顯下調(diào);而在35S∷MIR394a植株中，這些基因表達上調(diào)。這些結(jié)果說明miR394及其靶基因LCR能夠調(diào)控葉片形態(tài)的發(fā)育。
　　由于miR394能被環(huán)境脅迫所誘導，我們進一步研究了miR394可能參與調(diào)節(jié)植物對鹽、干旱脅迫和ABA(

4、abcisicacid)的響應。結(jié)果顯示，miR394a/b均能被鹽、干旱和ABA所誘導，而其靶基因LCR表達即被ABA所抑制。分析LCR的啟動子轉(zhuǎn)基因植株(pLCR∷GUS)發(fā)現(xiàn)，LCR在所有的發(fā)育階段均能表達。35S∷MIR394a植株和lcr突變體植株對鹽脅迫超敏感，主要反映在發(fā)芽率、根系伸長等生理指標上。而靶基因過表達植株35S∷m5LCR對鹽脅迫不敏感。相反，35S∷MIR394a和lcr突變體植株能耐干旱脅迫，而35S:::

5、m5LCR植株對干旱脅迫敏感。
　　研究表明，35S∷MIR394a和lcr突變體植株對0.5、1μMABA處理反應超敏感，同樣反映在種子發(fā)芽及根生長上，而35S∷m5LCR植株對鹽脅迫不敏感。35S∷m5LCR植株對ABA誘導的氣孔關閉不敏感，因此在干旱脅迫下較易死亡;而在相同情況下，35S∷MIR394a和lcr突變體植株反應正好相反。進一步測定了35S∷MIR394a和35S:m5LCR植株中ABI3、ABI4、ABI5、A