小麥miRNA1139介導植株抵御低磷逆境功能及磷轉運蛋白基因TaPT2-1啟動子遺傳轉化.pdf

1、microRNAs通過與其作用靶基因特異性序列互補，對靶基因在轉錄后和翻譯水平上進行調節(jié)，在調控植株發(fā)育和抵御各種環(huán)境逆境中發(fā)揮重要作用。本研究以對低磷逆境產生明顯應答的小麥小分子RNA miRNA1139(TaMIR1139)為基礎，研究了該miRNA的分子特征、表達特性及介導植株抵御低磷逆境的生物學功能。此外，采用DNA重組技術構建了小麥磷轉運蛋白基因TaPT2-1啟動子缺失片段的重組質粒，建立了遺傳轉化上述重組質粒的轉基因煙草植株

2、。主要研究結果如下:
　　 1.在國際miRNA數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站(http://www.mirbase.org/)，獲得了32個小麥miRNAs(TaMIRs)。以中國春和石新828為材料，研究了供試TaMIRs應答低磷逆境的特性，鑒定了一個對低磷脅迫逆境產生明顯應答的microRNA成員TaMIR1139。
　　 2.研究表明，與正常供磷水平對照相比，低磷脅迫后供試品種根、葉中TaMIR1139表達均明顯上調。與中國春相比，

3、磷高效小麥品種石新828根葉中該miRNA應答低磷逆境的能力更強。表明TaMIR1139通過調控靶基因轉錄本和蛋白水平，在介導植株抵御低磷逆境過程中發(fā)揮重要的生物學功能。
　　 3.利用靶基因預測在線工具明確了TaMIR1139可能作用的靶基因。其作用的靶基因為7個，在功能上劃分為轉錄調控、蛋白功能調節(jié)、細胞防御反應、核酸降解、蛋白質降解和功能未知等類別。明確了其中歸屬于MYB型轉錄因子靶基因TaMyb1的分子特征和系統(tǒng)進化特性

4、。
　　 4.采用DNA重組技術，構建了融合TaMIR1139正、反義序列的雙元表達載體，利用農桿菌介導的方法建立了上、下調表達TaMIR1139的煙草轉基因系。以具有典型特征的上調表達轉基因系為材料，研究了遺傳轉化TaMIR1139植株在不同供磷及低氮、干旱和鹽分脅迫下的形態(tài)學特征。結果表明，與對照植株相比，TaMIR1139超表達煙草轉基因植株，在低磷處理后植株長勢增強，而下調表達低磷處理后長勢無顯著差異。此外TaMIR11

5、39上調表達也增強了植株抵御低氮、干旱和鹽分脅迫的能力;但TaMIR1139下調表達對上述逆境下植株長勢沒有影響。
　　 5.在低磷脅迫下，與對照植株相比，上調表達TaMIR1139轉基因植株鮮、干重顯著增加，此外，上調表達TaMIR1139轉基因植株在低氮、干旱和鹽分脅迫后的植株干重也較對照植株顯著增加。因此，小麥TaMIR1139在耐低磷、低氮、干旱和鹽分能力的小麥資源評價和優(yōu)良抗逆種質的創(chuàng)制中具有重要實踐價值。