黄瓜miR156/157-SPL途径基因鉴定和表达分析

以黄瓜‘9930’为试验材料,统计不同株龄黄瓜植株表型,注释黄瓜miR156/157-SPL途径基因,对基因结构、分类和表达进行分析。结果表明,黄瓜具有株龄表型特征,1/2叶期为幼苗期,3/4叶期为过渡期,5叶期为成株期。黄瓜基因组中共有7个Csa-MIR156位点,3个Csa-MIR157位点和14个Csa-SPL基因,分别位于第1、2、3、4和6号染色体。Csa-SPL基因的外显子数2~10个不等,Csa-SPL蛋白的SBP结构域由第1和第2外显子共同编码,SBP结构域含2个锌指结构域(Zn_1和Zn_2)和1个核定位信号。大分子量Csa-SPL8和Csa-SPL11还具有额外蛋白结构域。亲缘关系分析将Csa-SPL归为5个亚家族,其中11个Csa-SPL为Csa-miR156/157的靶基因,Csa-SPL5、10和14的Csa-miR156/157识别位点位于基因的3′UTR。Csa-SPL7为Csa-miR156靶基因,但Csa-miR156识别位点第11位碱基存在变异,且该变异在葫芦科植物保守存在。基因表达检测显示Csa-MIR156B和C为主效位点,Csa-miR156表达量随株龄增加而下降,靶基因Csa-SPL表达量则随株龄增加而上升。特殊的是,Csa-SPL7在黄瓜子叶期高表达,且不随株龄变化而变化,Csa-SPL7的表达特征同Csa-miR156识别位点碱基变异相吻合,表明Csa-SPL7已解除Csa-miR156的负调控作用。研究结果提示miR156/157-SPL对黄瓜营养期表型(叶形、节间长度和卷须发生)具有调控作用;此外,葫芦科植物miR156-SPL7负调控作用的解除,可能在其营养期早期发育行使特殊功能。