大豆microRNA168调控植物低磷胁迫响应

为研究miR168在大豆响应低磷胁迫中的调控作用,从大豆中克隆了编码大豆miR168的基因MIR168,连接到植物表达载体后转化烟草,获得超量表达阳性转基因株系后鉴定其对低磷胁迫的耐受性。研究结果表明,超量表达MIR168烟草在低磷胁迫时长势强于对照,根长较对照长,地上部和地下部鲜重也显著高于对照,表明MIR168能够提高烟草对低磷的耐受性。MIR168过量表达烟草中miR168表达高于对照,其推定的靶基因AGO1的表达高于或与对照相当,表明miR168和AGO1之间存在相互调控。进一步分析miR168参与的信号调控发现,超量表达MIR168的烟草种子萌发受ABA和JA抑制,对GA3不敏感,表明miR168可能参与了ABA和JA信号调控。本文研究结果将有助于应用大豆miR168调控植物低磷胁迫,为培育磷高效植物提供基因资源。

miR168家族进化特性及其在砂梨休眠期的表达模式分析

为了探究miR168家族的进化特性及其在梨休眠进程中的表达模式,通过检索实验室前期构建的砂梨(‘黄花’梨)miRNA文库、转录组数据库和miRBase数据库,得到植物miR168家族成员的成熟体和前体序列。从‘黄花’梨花芽中克隆了两条miR168前体,发现梨miR168家族包含2条前体序列和4条成熟体序列。采用生物信息分析和实时荧光定量PCR(qRT-PCR),对梨miR168家族的成熟体序列及前体(pre-miR168)序列进行分析,与已知植物miR168构建系统发育进化树,预测其靶基因,分析其在梨休眠发生进程中的表达情况。结果表明,梨pre-miR168序列均能形成稳定的发夹结构;植物pre-miR168两端序列较保守,而中间序列不保守;mi168成熟体保守性较高,进化树分析表明梨pre-miR168与苹果的亲缘关系最近,miR168成熟体主要分为两大类。梨miR168调控的潜在靶基因主要包含Argonaute1蛋白基因(protein argonaute 1,AGO1)和胼胝质合成酶3基因(callose synthase 3,CalS3)共21条mRNA,都是以裂解靶标的方式进行调控。qRT-PCR分析结果表明,梨miR168a相对表达量在整个休眠期间呈先上升后下降的单峰动态变化;靶基因AGO1的表达呈上升趋势,靶基因CalS3的表达呈下降趋势;AGO1的表达趋势与梨花芽的萌芽率呈正相关关系,随着萌芽率的升高而升高,而CalS3表达趋势与梨花芽的萌芽率呈负相关关系,随萌芽率升高而降低。梨miR168与其他植物miR168的序列具有高度保守性,miR168与AGO1可能通过ABA来调控梨花芽的冬季休眠,通过上调表达梨miR168a而抑制CalS3表达的方式促进梨花芽冬季休眠的解除。