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MiR164a-mhnac21/22模块调控平邑甜茶根系应答机械压力的机制

MiR164a-MhNAC21/22模块调控平邑甜茶根系应答机械压力的机制

引用

作者：程玉瑾山东农业大学

学位级别：硕士

紧实度实际是土壤施加于根系的机械压力,面对不同强度的压力,根系会做出不同的反应。micro RNAs是由20～24个核苷酸组成的非编码RNA,能够在转录后水平调控靶基因的表达,本研究以平邑甜茶和转基因拟南芥为试验材料,探讨了根区加压下的根... 详细信息

紧实度实际是土壤施加于根系的机械压力,面对不同强度的压力,根系会做出不同的反应。micro RNAs是由20～24个核苷酸组成的非编码RNA,能够在转录后水平调控靶基因的表达,本研究以平邑甜茶和转基因拟南芥为试验材料,探讨了根区加压下的根系特征以及mhp-miR164a与mhnac21/22的关系,分析了mhp-miR164a-mhnac21/22模块在调控平邑甜茶根系响应机械压力中的作用。主要研究结果如下:1.适当机械压力促进平邑甜茶侧根的发生,抑制主根生长。当根区外加压力达到54 k Pa时,根系表型开始显著变化,主根长度显著降低,侧根数量显著增加并达到最高水平;当根区外加压力为72和90 k Pa时,主根生长进一步被抑制,侧根数仍显著高于对照。即根区加压54～90 k Pa显著抑制主根生长,促进侧根形成。2.植物miR164家族的成熟序列高度保守,mdm-miR164a与标准成熟序列相比呈现出两个核苷酸差异,系统发育分析表明mdm-miR164a-d和ath-miR164c亲缘关系最近。MdmiR164家族成员分别位于Chr3、Chr4、Chr12和Chr17等染色体上,且它们的前体均可折叠成稳定的茎环结构,表明MdmiR164s能够在苹果中稳定存在。另外mhp-miR164a和mhnac21/22的上游启动子作用元件主要包括光响应作用元件、激素响应作用元件和胁迫响应作用元件等。*** Target网站预测及BLAST比对显示mhnac21/22(MD10G1198400)是mhp-miR164a的一个靶基因,荧光定量PCR表明mhnac21/22的表达受mhp-miR164a负调控,5’-RACE试验结果证实mhp-miR164a通过靶向切割来抑制mhnac21/22的表达。***-miR164a在拟南芥过表达抑制根区加压下侧根的发生,降低根系对高硬度培养基的穿透能力。mhnac21/22在拟南芥过表达促进根区加压下侧根的发生,提高根系对高硬度培养基的穿透能力。5.在平邑甜茶根系、茎段和叶片中,mhp-miR164a和mhnac21/22对根区加压和ABA的响应存在明显差异。随着根区外加机械压力由0增加到90 k Pa,mhp-miR164a在根系的表达先下调后上调、在茎段和叶片的表达先下调后上调再下调,mhnac21/22在根系、茎段和叶片的表达均是先上调后下调。在ABA处理下,mhp-miR164a在根系表达上调、在茎段和叶片表达下调,mhnac21/22的表达变化则与之相反。

关键词：平邑甜茶 mhp-miR164a mhnac21/22 根系机械压力

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