水稻miR172基因遺傳轉(zhuǎn)化及其功能分析.pdf

1、microRNAs(miRNAs)是真核生物體內(nèi)高度保守的、長(zhǎng)約為19～24nt的一類非編碼RNA，通過與靶mRNA的互補(bǔ)配對(duì)，介導(dǎo)靶基因mRNA降解或抑制其翻譯，從而調(diào)控靶基因的表達(dá)水平。在植物生長(zhǎng)發(fā)育及其與環(huán)境互作等過程中，miRNA扮演著重要角色。其中在高等植物中高度保守的miR172家族是通過調(diào)控AP2-like轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)參與調(diào)節(jié)植物開花時(shí)間和花器官形成的一類重要miRNA。在水稻中，miR172家族有4個(gè)成員(Os-miR1

2、72a-d)，分別分布于水稻基因組第9、1、7、2染色體上。本實(shí)驗(yàn)室前期的研究結(jié)果顯示水稻條紋病毒等病毒的侵染可顯著改變宿主水稻的內(nèi)源miRNA表達(dá)模式，Os-miR172是其中受影響較為顯著的一個(gè)家族。為了進(jìn)一步分析Os-miR172在水稻生長(zhǎng)發(fā)育過程中的功能及其與病毒侵染之間的關(guān)系，我們首先從日本晴水稻基因組中擴(kuò)增并克隆了miR172家族基因，測(cè)序分析顯示所克隆的基因核苷酸序列與數(shù)據(jù)庫(kù)中所登陸的序列完全一致。以此為基礎(chǔ)，成功構(gòu)建了O

3、s-miR172的過表達(dá)和功能抑制的植物轉(zhuǎn)化載體，接著利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化水稻愈傷組織并獲得了轉(zhuǎn)基因水稻苗;分子鑒定顯示所轉(zhuǎn)目的基因已整合到水稻基因組中并得到有效表達(dá)。表型分析顯示，過量表達(dá)miR172的轉(zhuǎn)基因植株與非轉(zhuǎn)基因植株在高度和分蘗數(shù)等農(nóng)藝性狀上沒有顯著差異，但在生殖生長(zhǎng)期間，轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出小穗畸形，內(nèi)外稃扭曲或缺少，且不能正常結(jié)實(shí)。體視鏡下觀察發(fā)現(xiàn)小花內(nèi)雌雄蕊發(fā)育異常，花粉染色分析顯示轉(zhuǎn)基因植株的大部分花粉畸形且沒有活力;功