用MicroRNA基因芯片分析菌根和供磷水平對(duì)番茄體內(nèi)MicroRNA表達(dá)的影響.pdf

1、磷是植物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，由于磷在土壤中不易移動(dòng)，因此有效性比較低，是造成植物缺磷的主要原因。植物可以通過(guò)擴(kuò)大根系生長(zhǎng)，分泌有機(jī)酸等一系列生理機(jī)制來(lái)提高對(duì)土壤中磷的利用率。除此之外，植物根系與菌根菌共生是植物適應(yīng)土壤缺磷的另一個(gè)重要機(jī)制。植物通過(guò)菌根菌大量伸展到土壤中的菌絲體吸收磷等礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和水分，同時(shí)以光合產(chǎn)物作為交換輸送給菌根菌。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，在植物根系與菌根菌識(shí)別并共生的過(guò)程中，包括了一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程以及生理與分

2、子變化，有些變化與缺磷植物相似，而有些變化又與植物與微生物共生類似.而引起這些變化的調(diào)控過(guò)程及機(jī)理則還不清楚。
　　 MicroRNAs(miRNAs)是一類新鑒定的、非編碼蛋白、長(zhǎng)度約為22nt的單鏈小RNA分子。最近的研究發(fā)現(xiàn)microRNA(miRNA)作為調(diào)控基因表達(dá)的調(diào)控因子參與了植物生長(zhǎng)和發(fā)育的各個(gè)方面，同時(shí)在一些非生物因子造成的脅迫，如養(yǎng)分缺乏過(guò)程中，甚至在豆科植物與固氮菌共生過(guò)程中都涉及到miRNA的變化等。但是

3、有關(guān)miRNA是否參與植物與菌根菌共生，以及與缺磷脅迫過(guò)程中miRNA的異同之處，則還未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。miRNA基因芯片是近幾年迅速發(fā)展起來(lái)的一種研究植物miRNA差異表達(dá)的技術(shù)手段，隨著植物中新miRNA不斷被發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用基因芯片可以更加迅速地為我們提供有關(guān)miRNA在植物生理變化過(guò)程中的信息。
　　 在本研究中我們利用miRNA基因芯片分析了在缺磷、正常供磷和菌根菌侵染三種處理下番茄體內(nèi)miRNA的表達(dá)，從中篩選到35個(gè)可能與菌根侵

4、染特異相關(guān)的miRNA.其中miR158、miR394、miR414、miR418、miR779.1、miR824、miR846、miR847、miR855在根中上調(diào)，miR404在根中下調(diào)，miR158、miR164、、miR172、miR173、miR319、miR396、miR398、miR407、miR415、miR420、miR771、miR775、miR778,miR829.1、miR832-3p、miR837-3p、miR

5、840、miR843、miR847、miR860、miR862-5p、miR865-5p、miR867在葉中上調(diào)，miR168和miR851-3p在葉中下調(diào)。
　　 再通過(guò)植物miRNA靶基因搜索服務(wù)器miRU(http:∥bioinfo3.noble.org/miRNA/miRU.htm)我們尋找到了其中14個(gè)miRNA的靶基因，進(jìn)一步通過(guò)與擬南芥數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行BLAST，預(yù)測(cè)到14個(gè)編碼已知功能蛋白質(zhì)的靶基因和7個(gè)編碼未知功能蛋

6、白質(zhì)的靶基因，經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)這14個(gè)蛋白質(zhì)中有5個(gè)是與代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)，5個(gè)是與轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)的蛋白質(zhì)，4個(gè)是與環(huán)境脅迫相關(guān)的蛋白質(zhì)，1個(gè)是與細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)的蛋白質(zhì)，1個(gè)是與DNA加工相關(guān)的蛋白質(zhì)，其中有2個(gè)蛋白質(zhì)與代謝和環(huán)境脅迫都相關(guān).
　　 同時(shí)，通過(guò)基因芯片我們還在根內(nèi)找到了14個(gè)與磷相關(guān)的miRNA，其中miR395、miR415、miR862-5p和miR866-5p上調(diào)，miR159、miR162、miR166、miR16

7、7、miR168、miR396、miR399、miR834、miR840、miR862-3p下調(diào)。在葉中篩選到了12個(gè)相關(guān)的miRNA，其中miR163、miR404、miR414、miR418、miR472和miR855上調(diào)，miR417、miR823、miR825、miR844*、miR845和miR853下調(diào)。經(jīng)預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)了16個(gè)編碼已知功能蛋白質(zhì)的靶基因和6個(gè)編碼未知功能蛋白質(zhì)的靶基因，經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)這16個(gè)蛋白質(zhì)中有9個(gè)是與代謝相