用MicroRNA基因芯片分析菌根和供磷水平對番茄體內(nèi)MicroRNA表達(dá)的影響.pdf

1、磷是植物生長的必需營養(yǎng)元素，由于磷在土壤中不易移動，因此有效性比較低，是造成植物缺磷的主要原因。植物可以通過擴(kuò)大根系生長，分泌有機(jī)酸等一系列生理機(jī)制來提高對土壤中磷的利用率。除此之外，植物根系與菌根菌共生是植物適應(yīng)土壤缺磷的另一個重要機(jī)制。植物通過菌根菌大量伸展到土壤中的菌絲體吸收磷等礦質(zhì)營養(yǎng)和水分，同時以光合產(chǎn)物作為交換輸送給菌根菌。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，在植物根系與菌根菌識別并共生的過程中，包括了一系列的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程以及生理與分

2、子變化，有些變化與缺磷植物相似，而有些變化又與植物與微生物共生類似.而引起這些變化的調(diào)控過程及機(jī)理則還不清楚。
　　 MicroRNAs(miRNAs)是一類新鑒定的、非編碼蛋白、長度約為22nt的單鏈小RNA分子。最近的研究發(fā)現(xiàn)microRNA(miRNA)作為調(diào)控基因表達(dá)的調(diào)控因子參與了植物生長和發(fā)育的各個方面，同時在一些非生物因子造成的脅迫，如養(yǎng)分缺乏過程中，甚至在豆科植物與固氮菌共生過程中都涉及到miRNA的變化等。但是

3、有關(guān)miRNA是否參與植物與菌根菌共生，以及與缺磷脅迫過程中miRNA的異同之處，則還未見報導(dǎo)。miRNA基因芯片是近幾年迅速發(fā)展起來的一種研究植物miRNA差異表達(dá)的技術(shù)手段，隨著植物中新miRNA不斷被發(fā)現(xiàn)，運用基因芯片可以更加迅速地為我們提供有關(guān)miRNA在植物生理變化過程中的信息。
　　 在本研究中我們利用miRNA基因芯片分析了在缺磷、正常供磷和菌根菌侵染三種處理下番茄體內(nèi)miRNA的表達(dá)，從中篩選到35個可能與菌根侵

4、染特異相關(guān)的miRNA.其中miR158、miR394、miR414、miR418、miR779.1、miR824、miR846、miR847、miR855在根中上調(diào)，miR404在根中下調(diào)，miR158、miR164、、miR172、miR173、miR319、miR396、miR398、miR407、miR415、miR420、miR771、miR775、miR778,miR829.1、miR832-3p、miR837-3p、miR

5、840、miR843、miR847、miR860、miR862-5p、miR865-5p、miR867在葉中上調(diào)，miR168和miR851-3p在葉中下調(diào)。
　　 再通過植物miRNA靶基因搜索服務(wù)器miRU(http:∥bioinfo3.noble.org/miRNA/miRU.htm)我們尋找到了其中14個miRNA的靶基因，進(jìn)一步通過與擬南芥數(shù)據(jù)庫進(jìn)行BLAST，預(yù)測到14個編碼已知功能蛋白質(zhì)的靶基因和7個編碼未知功能蛋

6、白質(zhì)的靶基因，經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)這14個蛋白質(zhì)中有5個是與代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)，5個是與轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)的蛋白質(zhì)，4個是與環(huán)境脅迫相關(guān)的蛋白質(zhì)，1個是與細(xì)胞生長相關(guān)的蛋白質(zhì)，1個是與DNA加工相關(guān)的蛋白質(zhì)，其中有2個蛋白質(zhì)與代謝和環(huán)境脅迫都相關(guān).
　　 同時，通過基因芯片我們還在根內(nèi)找到了14個與磷相關(guān)的miRNA，其中miR395、miR415、miR862-5p和miR866-5p上調(diào)，miR159、miR162、miR166、miR16

7、7、miR168、miR396、miR399、miR834、miR840、miR862-3p下調(diào)。在葉中篩選到了12個相關(guān)的miRNA，其中miR163、miR404、miR414、miR418、miR472和miR855上調(diào)，miR417、miR823、miR825、miR844*、miR845和miR853下調(diào)。經(jīng)預(yù)測發(fā)現(xiàn)了16個編碼已知功能蛋白質(zhì)的靶基因和6個編碼未知功能蛋白質(zhì)的靶基因，經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)這16個蛋白質(zhì)中有9個是與代謝相