胡杨microRNAs的克隆及其功能研究

作     者：覃玉蓉 

作者单位：北京林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：尹伟伦;夏新莉

授予年度：2011年

学科分类：0907[农学-林学] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 09[农学] 

主      题：microRNAs前体与成熟体 脱水 高盐 胡杨 peu-MIR393a 超表达 

摘      要：MicroRNAs (miRNAs)是一类长约22个核昔酸的小分子非编码RNA。miRNA可以通过对靶基因mRNA的降解或抑制该蛋白的合成,从而在植物非生物逆境胁迫响应中起重要作用。胡杨(Populus euphratica)是我国干旱荒漠区唯一自然成林的高大乔木树种,胡杨林具有耐盐碱、耐贫瘠、抗旱等较强抗逆性。研究在非生物逆境胁迫下胡杨中的miRNAs的调控机制,对于发现miRNAs及其目标蛋白的作用机制、培育高抗逆性新品种具有深远的基础研究和应用研究价值。 本实验我们通过PCR扩增确定了胡杨11个miRNAs家族的12个miRNAs前体以及12个miRNAs家族的13个miRNAs成熟体。为了检测脱水与高盐胁迫下胡杨miRNAs前体与成熟体的表达差异,我们应用SYBR Green RT-PCR法实时定量胡杨13个miRNAs家族的14个miRNAs前体以及17个miRNAs家族的17个miRNAs成熟体。这是第一次同时报道胡杨miRNAs前体与成熟体的表达。通过检测miRNAs前体与成熟体在非生物逆境胁迫下的表达,有可能确定miRNA形成过程在逆境环境中所受的调节。大部分miRNAs的预测靶基因参与生长发育,逆境抗性与新陈代谢过程。我们已经在胡杨体内克隆与实验确定了5个预测靶基因,并且对这5个靶基因进行脱水与高盐胁迫下表达定量分析。基于本研究,我们提出了一个用于对杨树miRNA在非生物胁迫响应网络作用的可能机制。本研究将有助于我们理解miRNA调节杨树非生物胁迫适应性反应的复杂调控网络。 将peu-MIR393a转基因至拟南芥(Arabidopsis thaliana)并发现转基因植株的miR393a前体与成熟体比野生型拟南芥表现出过量表达,通过盐胁迫处理野生型与T3代转基因植株并检测野生型与转基因拟南芥的萌发率,存活率,根长等指标,结果显示转基因植株耐盐性高于对照,靶基因预测得到与抗盐具有负相关作用的WRKY33转录因子,因此可以得知胡杨Peu-MIR393a基因具有耐盐性。本研究对Peu-MIR393a基因进行了具体的功能研究,为以后开展miRNA抗逆基因工程奠定了基础。