小麥microRNAs應答低磷特征和TaMIR167介導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方式結合，對靶基因在轉錄后和翻譯水平上進行調節(jié)，在調控真核生物生長、發(fā)育以及應答環(huán)境因子過程中發(fā)揮重要作用。本項研究以在國際miRNAs庫中獲得的32個小麥種屬miRNAs為基礎，較系統(tǒng)研究了上述小麥miRNAs(TaMIRs)在不同供磷水平下的表達特征，鑒定了對低磷逆境產(chǎn)生明顯應答的TaMIRs及其可能作用的靶基因。此外，在克隆應答低磷逆境Ta

2、MIR167基礎上，對反義表達TaMIR167的轉基因煙草植株應答和抵御低磷逆境的能力進行了驗證。主要研究結果如下。
　　 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)生明顯應答。其中，除TaMIR408在低磷逆境處理下呈下調表達外，其他成員在低

3、磷逆境處理下均呈上調表達。
　　 2、采用生物信息學技術對上述應答低磷逆境的9個小麥TaMIRs可能作用的靶基因進行了預測。發(fā)現(xiàn)應答低磷逆境的TaMIRs作用的靶基因，在功能類別上除參與轉錄調控的轉錄因子基因外，還包括細胞循環(huán)、染色體塑造、信號轉導、初生代謝、激素應答、物質運輸、防御反應和蛋白質降解等多個功能類別基因。
　　 3、對部分應答低磷逆境TaMIRs作用靶基因在不同供磷水平下的研究表明，靶基因的應答低磷逆境特征

4、與TaMIRs相反。表明上述應答低磷逆境的小麥miRNAs，主要通過在轉錄后水平上對各自作用靶基因進行調節(jié)，在調控植株應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)生明顯應答的小麥miRNA TaMIR167為基礎，采用RT-PCR技術克隆了該小麥miRNA初始序列。采用DNA重組技術，構建了以正義、反義方式表達TaMIR167的雙元表達載體。利用農(nóng)桿菌介導的植物遺傳轉化技術，建立了反義表達TaM

5、IR167的轉基因煙草植株。
　　 5、正常供磷水平下，各反義表達TaMIR167的轉基因株系植株形態(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TaMIR167轉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TaMIR167中多數(shù)株系表現(xiàn)出顯著增強的抵御低磷逆境能力。表現(xiàn)為與對照植株相比，反義表達TaMIR167株系的植株形態(tài)增大，單株干物重和單