大豆逆境脅迫誘導(dǎo)的miRNA鑒定及功能分析.pdf

1、microRNA是一類(lèi)的非編碼的單鏈小分子RNA，普遍存在于植物基因組中并參與轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控。miRNA已被證明參與了植物抵抗環(huán)境脅迫（如干旱、高鹽，低溫和高溫等）的過(guò)程。近年來(lái)，對(duì)miRNA在各作物逆境脅迫中的作用進(jìn)行了大量研究。在環(huán)境脅迫下，許多miRNA已經(jīng)在擬南芥和水稻中證明存在表達(dá)差異，并且其中的一部分更是鑒定了功能，而在大豆中卻少有miRNA涉及這方面的研究。雖然miRNA僅代表轉(zhuǎn)錄本相對(duì)豐度的，但在不同物種、不同組織和不同

2、環(huán)境脅迫條件下miRNA的表達(dá)水平差異卻很大。
　　本研究中我們通過(guò)Northern印記雜交分析證明了如gma-miR166a、gma-miR168a、gma-miR398a和gma-miR1508a等miRNA會(huì)被干旱、高鹽、低溫脅迫誘導(dǎo)表達(dá)。表明這些miRNA可能是大豆幼苗逆境脅迫的應(yīng)答miRNA。因?yàn)榇蠖沟纳锒鄻有允重S富，因此我們深入的研究了各種脅迫條件下不同基因型大豆幼苗中g(shù)ma-miR166a的表達(dá)。miR166是一

3、個(gè)即存在于單子葉植物又存在于雙子葉植物中的保守miRNA，相關(guān)研究表明它們主要和植物的發(fā)育相關(guān)，目前還沒(méi)有其與非生物脅迫相關(guān)的研究結(jié)果。本研究采用5'RACE方法從15個(gè)與脅迫相關(guān)的預(yù)測(cè)靶基因中鑒定了gma-miR166切割Glyma09g02750和Glyma07g01950兩個(gè)基因，其中Glyma09g02750（命名為GmPHB）屬于HD-ZipⅢ轉(zhuǎn)錄因子家族，與擬南芥PHABULOSA(At2g34710)基因有78％的相似度。

4、實(shí)時(shí)定量PCR結(jié)果表明，各脅迫條件下GmPHB與gma-miR166a在不同脅迫時(shí)間的表達(dá)量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，這為進(jìn)一步研究miR166在大豆逆境脅迫中的作用提供了科學(xué)依據(jù)。此外，在擬南芥中過(guò)表達(dá)gma-MIR166a，即抑制了AtPHB的表達(dá)，又增強(qiáng)了擬南芥的耐鹽能力，這意味著gma-MIR166a可能在大豆耐鹽能力方面起到了積極的調(diào)節(jié)作用。
　　近年來(lái)，隨著公共基因組數(shù)據(jù)庫(kù)的使用，分子標(biāo)記已經(jīng)開(kāi)始從基于PCR的勞動(dòng)密集型標(biāo)記向

5、基于基因分型和基因功能的標(biāo)記轉(zhuǎn)變，還常被RNA信息相結(jié)合。然而，目前為止基于miRNA的分子標(biāo)記還僅在水稻、煙草和棉花中開(kāi)發(fā)出來(lái)。本研究，通過(guò)對(duì)1669份來(lái)自中國(guó)、韓國(guó)、日本和俄羅斯的栽培大豆和一年生野生大豆中的一個(gè)特殊的具有遺傳變異的單克隆位點(diǎn)的分析，開(kāi)發(fā)了第一個(gè)大豆功能miRNA分子標(biāo)記，gma-miR1511-InDel。結(jié)果表明，gma-miR1511位點(diǎn)在栽培大豆中都有存在，而在一年生野生大豆中卻存在3種等位變異。基于該結(jié)果，

6、我們認(rèn)為InDel標(biāo)記可用于遺傳變異的評(píng)估。gma-miR1511-InDel標(biāo)記數(shù)據(jù)和地理信息相結(jié)合進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，來(lái)自黃河流域的一年生野生大豆具有較高的遺傳多樣性，這為一年生野生大豆的基因多樣性和大豆的起源學(xué)說(shuō)提供了更多的分子證據(jù)。另外，gma-miR1511和其靶基因GmRPL4a在脅迫處理下的表達(dá)也存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，這表明gma-miR1511可能具有調(diào)節(jié)大豆發(fā)育的功能。gma-miR1511及其靶基因目前還未在其它豆科植物中發(fā)現(xiàn)，