小麥microRNAs應(yīng)答低磷特征和TaMIR167介導(dǎo)植株抵御低磷逆境功能研究.pdf

1、微小分子RNA microRNAs（miRNAs）通過與特定作用靶基因依據(jù)序列特異性反向互補(bǔ)方式結(jié)合，對靶基因在轉(zhuǎn)錄后和翻譯水平上進(jìn)行調(diào)節(jié)，在調(diào)控真核生物生長、發(fā)育以及應(yīng)答環(huán)境因子過程中發(fā)揮重要作用。本項(xiàng)研究以在國際miRNAs庫中獲得的32個小麥種屬miRNAs為基礎(chǔ)，較系統(tǒng)研究了上述小麥miRNAs(TaMIRs)在不同供磷水平下的表達(dá)特征，鑒定了對低磷逆境產(chǎn)生明顯應(yīng)答的TaMIRs及其可能作用的靶基因。此外，在克隆應(yīng)答低磷逆境Ta

2、MIR167基礎(chǔ)上，對反義表達(dá)TaMIR167的轉(zhuǎn)基因煙草植株應(yīng)答和抵御低磷逆境的能力進(jìn)行了驗(yàn)證。主要研究結(jié)果如下。
　　 1、在供試32個TaMIRs中，有9個成員(TaMIR159b、TaMIR167、TaMIR399、TaMIR408、TaMIR1122、TaMIR1125、TaMIR1135、TaMIR1136和TaMIR1139)對低磷逆境產(chǎn)生明顯應(yīng)答。其中，除TaMIR408在低磷逆境處理下呈下調(diào)表達(dá)外，其他成員在低

3、磷逆境處理下均呈上調(diào)表達(dá)。
　　 2、采用生物信息學(xué)技術(shù)對上述應(yīng)答低磷逆境的9個小麥TaMIRs可能作用的靶基因進(jìn)行了預(yù)測。發(fā)現(xiàn)應(yīng)答低磷逆境的TaMIRs作用的靶基因，在功能類別上除參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子基因外，還包括細(xì)胞循環(huán)、染色體塑造、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、初生代謝、激素應(yīng)答、物質(zhì)運(yùn)輸、防御反應(yīng)和蛋白質(zhì)降解等多個功能類別基因。
　　 3、對部分應(yīng)答低磷逆境TaMIRs作用靶基因在不同供磷水平下的研究表明，靶基因的應(yīng)答低磷逆境特征

4、與TaMIRs相反。表明上述應(yīng)答低磷逆境的小麥miRNAs，主要通過在轉(zhuǎn)錄后水平上對各自作用靶基因進(jìn)行調(diào)節(jié)，在調(diào)控植株應(yīng)答和抵御低磷逆境過程中發(fā)揮著重要作用。
　　 4、以上文中鑒定的對低磷逆境產(chǎn)生明顯應(yīng)答的小麥miRNA TaMIR167為基礎(chǔ)，采用RT-PCR技術(shù)克隆了該小麥miRNA初始序列。采用DNA重組技術(shù)，構(gòu)建了以正義、反義方式表達(dá)TaMIR167的雙元表達(dá)載體。利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的植物遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，建立了反義表達(dá)TaM

5、IR167的轉(zhuǎn)基因煙草植株。
　　 5、正常供磷水平下，各反義表達(dá)TaMIR167的轉(zhuǎn)基因株系植株形態(tài)、單株干重、含磷量和單株磷累積量與野生型對照植株相比均沒有明顯變化。
　　 6、對反義表達(dá)TaMIR167轉(zhuǎn)基因煙草植株抵御低磷逆境的能力研究發(fā)現(xiàn)，與野生型植株相比，供試7個反義表達(dá)TaMIR167中多數(shù)株系表現(xiàn)出顯著增強(qiáng)的抵御低磷逆境能力。表現(xiàn)為與對照植株相比，反義表達(dá)TaMIR167株系的植株形態(tài)增大，單株干物重和單