水稻中白葉枯病菌侵染和低氮脅迫應(yīng)答的miRNAs功能分析.pdf

1、氮素是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的礦質(zhì)元素之一，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中往往為了增加產(chǎn)量而過(guò)度施用氮肥，但是過(guò)量使用氮肥不僅會(huì)加重植物病害的為害，而且會(huì)帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題。水稻白葉枯病屬于典型高氮病害，過(guò)量施用氮肥能加重該病的發(fā)生，低氮脅迫則提高感病品種對(duì)白葉枯病的抗性。miRNAs在植物應(yīng)對(duì)各種逆境脅迫中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用，前期的研究表明，水稻在應(yīng)對(duì)白葉枯病菌侵染、低氮脅迫時(shí)有63個(gè)保守miRNAs，26個(gè)新miRNAs具有表達(dá)差異，表明這些共調(diào)控miRNAs可

2、能參與了水稻抗Xoo侵染和低氮脅迫的互作調(diào)控過(guò)程，但目前對(duì)這些共調(diào)控miRNA的功能尚不清楚。本研究分別在水稻中過(guò)量表達(dá)6個(gè)共調(diào)控miRNA，并對(duì)轉(zhuǎn)基因植株的抗病性和氮利用等性狀進(jìn)行了分析，以便探討這些共調(diào)控miRNAs在水稻應(yīng)對(duì)白葉枯病菌侵染及低氮脅迫中的功能。主要結(jié)果如下:
　　1.獲得了6個(gè)共調(diào)控miRNAs的轉(zhuǎn)基因水稻植株。通過(guò)構(gòu)建miRNA過(guò)表達(dá)雙元表達(dá)載體，農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化方法，潮霉素抗性篩選，成功獲得了6個(gè)miRNA

3、過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻植株，分別為miR230 OX、miR765 OX、miR619 OX、miR693 OX、miR351OX和miR2118bOX。
　　2.低氮脅迫條件下miRNA過(guò)表達(dá)植株的根均比野生型對(duì)照要長(zhǎng)。miR351在不同氮素條件下根長(zhǎng)度沒(méi)有顯著差異，然而miR2118，miR230，miR765在低氮條件下根長(zhǎng)大于正常氮素條件，表明miR351、miR2118、miR230、miR765可能通過(guò)調(diào)節(jié)水稻根系的生長(zhǎng)發(fā)育

4、參與氮素的攝取過(guò)程;通過(guò)顯微鏡觀察過(guò)表達(dá)植株根的形態(tài)學(xué)變化表明，這些miRNAs參與調(diào)控側(cè)根生長(zhǎng)，其側(cè)根發(fā)達(dá)程度大于日本晴。miR619、miR693在低氮脅迫條件下氮含量與野生型相比沒(méi)有明顯變化，且不同氮素條件的根長(zhǎng)度和側(cè)根均無(wú)顯著差異，表明miR619、miR693不參與調(diào)控根系生長(zhǎng)發(fā)育。
　　3.在正常氮素條件下，miR230，miR765的過(guò)量表達(dá)水稻植株對(duì)Xoo抗性略有增強(qiáng)，但miR619、miR693、miR351和m

5、iR2118b的過(guò)量表達(dá)水稻植株對(duì)Xoo抗性均下降，低氮脅迫下，miR2118過(guò)表達(dá)植株的抗病性增強(qiáng)減弱，表明這幾個(gè)miRNAs都涉及到了水稻抗病性的調(diào)控，而低氮脅迫對(duì)不同miRNAs過(guò)表達(dá)植株的抗病性調(diào)控程度存在差異，共調(diào)控miRNAs在Xoo侵染和低氮脅迫的調(diào)控機(jī)制存在著多樣性。
　　本研究分別構(gòu)建了6個(gè)miRNAs的過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻，并測(cè)定了對(duì)水稻白葉枯病的抗性，低氮脅迫下的根發(fā)育、植株氮含量等一系列表型，結(jié)果表明這些共調(diào)控