Bna-novel-miR36421调节拟南芥株型和花器官发育的功能验证

MicroRNA参与油菜种子发育、胁迫响应和胚胎发育等多种生物学过程,但其在油菜株型和花器官发育方面的报道还较少。本研究以高/低收获指数油菜中显著差异表达的Bna-novel-miR36421为对象,通过转基因植株表型、靶基因预测、表达量和双荧光素酶报告系统等解析其调控机制。Bna-novel-miR36421与植物miR167家族成员高度同源,可能为油菜新的miR167成员。Bna-novel-miR36421能靶向并抑制Bna.C03ARF6、Bna.C06ARF8、Bna.A09PATL2和Bna.C03DUF581的表达。过表达拟南芥植株中,Bna-novel-miR36421的表达量显著上调,而上述4个靶基因的拟南芥同源基因表达量极显著下降。过表达拟南芥植株株型矮小,茎间缩短,叶片高度卷曲;花器官发育异常,雌蕊膨大,雄蕊花丝缩短,花药不开裂,花粉败育。推测Bna-novel-miR36421可能通过抑制Bna.C03ARF6、Bna.C06ARF8、Bna.A09PATL2和Bna.C03DUF581基因表达,进而对油菜株型和花器官的发育起到重要的调控作用。研究结果对解析miRNA介导的植物株型和花器官发育分子机制,挖掘重要发育性状关键基因奠定了重要基础。

甘蓝型油菜角果和种子发育相关的Bna-novel-miR432功能分析

为了探究miRNA在油菜花器官发育、角果和种子发育中的功能,本研究在甘蓝型油菜不同发育阶段角果和种子小RNA测序数据分析中,筛选到一个新的miRNA,命名为Bna-novel-miR432,并将其转化至拟南芥中进行功能分析.研究发现过表达Bna-novel-miR432拟南芥开花时间显著提前,并且发现其雄蕊发育存在缺陷,导致雌蕊授粉不完全.在对其花粉育性进行检测时发现过表达材料花粉育性显著降低.对角果发育统计发现,过表达拟南芥株系的角果变短,角果中种子数量显著减少,且部分角果存在败育的现象.此外,在种子发育方面,过表达材料种子中胚的发育也出现滞后的现象.以上结果表明,Bna-novel-miR432参与调控植物开花时间、雄蕊和花粉的发育以及果实的形成等生物学过程中发挥一定的调控功能.