玉米自交系盐胁迫响应miRNA及其靶基因的鉴定研究

发布时间：2019-07-11 16:20

【摘要】：玉米是世界上最重要的多用型农作物,集粮食、饲料、生物燃料等多种功能于一身。mi RNA在植物耐盐过程中发挥着重要的作用,因此,鉴定玉米中盐胁迫响应的mi RNA及其靶基因,阐明两者之间互作参与的盐胁迫响应的生理基础,将为玉米盐胁迫适应性遗传品质改良奠定理论基础。本研究以玉米耐盐自交系LH196为材料,运用小RNA深度测序及降解组测序技术,联合生物信息学预测技术,发现了玉米中一系列参与盐胁迫响应的mi RNA及其靶基因,并在拟南芥中进行过表达zma-mi R164a和靶标模拟实验,来探索zma-mi R164a及其靶基因在玉米盐胁迫下的调控作用。主要结果如下:1.与空白对照相比,盐处理后的LH196表现出明显的盐胁迫表型,叶片枯黄萎蔫、气生根增多、侧根增多、根部变细、生物量降低、茎部花青苷含量上升、根冠比增高。2.联合小RNA测序和降解组分析,总共有1040个已知的mi RNA从LC/LS/RC/RS这四个库中被鉴定出来。其中从玉米叶片中鉴定出762个,从根中鉴定出726个。有448个mi RNA同时存在于叶片和根中。这四个库所共有的448个mi RNA可能在植物维持其生物活性方面发挥着重要作用。同时,从这4个小RNA库中共鉴定出了37个新的盐胁迫响应mi RNAs。3.从表达差异显著的新的盐胁迫响应的mi RNAs中鉴定出2个玉米盐胁迫响应Mi R164和Mi R167家族新成员,分别为novel_mir-36和novel_mir-29。4.利用q RT PCR方法对玉米叶片或根部的8个新的盐胁迫响应mi RNA(mir-29、mir-36、mir-205、mir-250、mir-316、mir-330、mir-17和mir-189)的靶基因进行相对表达量检测。其中有许多预测的靶基因在玉米盐胁迫下与mi RNA的表达变化呈负相关,符合mi RNA的作用机理。5.发现了4个在盐胁迫的玉米叶片或根部下调表达的新mi RNA(mir-205,mir-250、mir-330、mir-17),调控其部分靶基因上调表达,这些靶基因中有些属于转录因子,有些是各类蛋白酶或激酶,都在前人的研究中被发现参与许多非生物胁迫的响应,这些可能是玉米自交系LH196耐盐的原因。6.提出了4个未知玉米mi RNA在响应盐胁迫时可能存在的内在调控途径。7.利用zma-mi R164a过表达及靶标模拟,结合拟南芥盐胁迫表型,提出了玉米mi R164在响应盐胁迫时可能存在的内在调控途径:盐胁迫下,zma-mi R164下调表达,促使其靶基因GRMZM2G114850(NAC转录因子家族蛋白,NAM、ATAF、CUC)和GRMZM2G008819(电子载体)都表现出了显著的表达上调。NAC转录因子通过调控下游基因的表达模式来响应盐渍胁迫。
【学位授予单位】：南通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S513;Q943.2

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本文编号：2513299