大豆逆境脅迫誘導的miRNA鑒定及功能分析.pdf

1、microRNA是一類的非編碼的單鏈小分子RNA，普遍存在于植物基因組中并參與轉錄后基因調控。miRNA已被證明參與了植物抵抗環(huán)境脅迫（如干旱、高鹽，低溫和高溫等）的過程。近年來，對miRNA在各作物逆境脅迫中的作用進行了大量研究。在環(huán)境脅迫下，許多miRNA已經在擬南芥和水稻中證明存在表達差異，并且其中的一部分更是鑒定了功能，而在大豆中卻少有miRNA涉及這方面的研究。雖然miRNA僅代表轉錄本相對豐度的，但在不同物種、不同組織和不同

2、環(huán)境脅迫條件下miRNA的表達水平差異卻很大。
　　本研究中我們通過Northern印記雜交分析證明了如gma-miR166a、gma-miR168a、gma-miR398a和gma-miR1508a等miRNA會被干旱、高鹽、低溫脅迫誘導表達。表明這些miRNA可能是大豆幼苗逆境脅迫的應答miRNA。因為大豆的生物多樣性十分豐富，因此我們深入的研究了各種脅迫條件下不同基因型大豆幼苗中gma-miR166a的表達。miR166是一

3、個即存在于單子葉植物又存在于雙子葉植物中的保守miRNA，相關研究表明它們主要和植物的發(fā)育相關，目前還沒有其與非生物脅迫相關的研究結果。本研究采用5'RACE方法從15個與脅迫相關的預測靶基因中鑒定了gma-miR166切割Glyma09g02750和Glyma07g01950兩個基因，其中Glyma09g02750（命名為GmPHB）屬于HD-ZipⅢ轉錄因子家族，與擬南芥PHABULOSA(At2g34710)基因有78％的相似度。

4、實時定量PCR結果表明，各脅迫條件下GmPHB與gma-miR166a在不同脅迫時間的表達量呈顯著負相關關系，這為進一步研究miR166在大豆逆境脅迫中的作用提供了科學依據(jù)。此外，在擬南芥中過表達gma-MIR166a，即抑制了AtPHB的表達，又增強了擬南芥的耐鹽能力，這意味著gma-MIR166a可能在大豆耐鹽能力方面起到了積極的調節(jié)作用。
　　近年來，隨著公共基因組數(shù)據(jù)庫的使用，分子標記已經開始從基于PCR的勞動密集型標記向

5、基于基因分型和基因功能的標記轉變，還常被RNA信息相結合。然而，目前為止基于miRNA的分子標記還僅在水稻、煙草和棉花中開發(fā)出來。本研究，通過對1669份來自中國、韓國、日本和俄羅斯的栽培大豆和一年生野生大豆中的一個特殊的具有遺傳變異的單克隆位點的分析，開發(fā)了第一個大豆功能miRNA分子標記，gma-miR1511-InDel。結果表明，gma-miR1511位點在栽培大豆中都有存在，而在一年生野生大豆中卻存在3種等位變異?；谠摻Y果，

6、我們認為InDel標記可用于遺傳變異的評估。gma-miR1511-InDel標記數(shù)據(jù)和地理信息相結合進行分析發(fā)現(xiàn)，來自黃河流域的一年生野生大豆具有較高的遺傳多樣性，這為一年生野生大豆的基因多樣性和大豆的起源學說提供了更多的分子證據(jù)。另外，gma-miR1511和其靶基因GmRPL4a在脅迫處理下的表達也存在負相關關系，這表明gma-miR1511可能具有調節(jié)大豆發(fā)育的功能。gma-miR1511及其靶基因目前還未在其它豆科植物中發(fā)現(xiàn)，