受松—杨栅锈菌侵染的杨树miRNA表达特征及其调控作用
发布时间：2020-12-29 14:59
杨树叶锈病是由落叶松-杨栅锈菌（Melampsora larici-populina）引起的非常严重的一种杨树病害,在世界范围内造成重大损失。micro RNA（miRNA）是一类长2024 nt的小分子单链非编码RNA,能在转录后水平调节植物的生长发育、细胞分化、新陈代谢及响应生物和非生物胁迫等过程。杨树作为重要的的模式树种,对于miRNA的研究已经非常深入。国内外对杨树非生物胁迫下的miRNA研究主要集中在冷、热、干旱、高盐、机械压力胁迫下miRNA的种类及其调控作用。但是在杨树生物胁迫尤其是世界性重大病害的锈菌侵染下的miRNA的研究较少。本文通过高通量测序技术和生物信息学分析,鉴定受松-杨栅锈菌侵染下的川杨miRNA的种类,预测miRNA的靶基因,并对其中与抗病相关的靶基因进行验证,最后构建miRNA过表达载体,通过根癌农杆菌介导法转入杨树,从而深入了解杨树受病原菌侵染时miRNA的调控作用。主要研究结果如下:1.受锈菌侵染川杨miRNA多样性构建非亲和与亲和性杨树-栅锈菌互作条件下的杨树s RNA文库,进行高通量测序。在三个文库中共鉴定得到90个已知的m...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
miRNA生物合成过程及功能特性（BrownandSanseau2005）
但是 AGO2 的作用和 miR403 指导的 AGO2 的调控的重要性还不得而知。图 1-2 植物 miRNA 调控机制示意图（Mallory and Vaucheret 2006）Figure 1-2 Schematic representation of plant miRNA regulatory mechanisms1.4 植物 miRNA 对胁迫响应的调控随着 miRNA 在不同生物中的大量发现，人们开始越来越多地研究 miRNA 的功能植物在生长过程中，不可避免地要遭受各种生物胁迫和非生物胁迫的影响。长期的进也使植物形成了适应各种胁迫的机制。在胁迫下 miRNA 的表达机制一直是 miRNA 能研究的重点。胁迫使植物过表达或者低表达特定的 miRNA 或合成新的 miRNAs 来控相关基因的表达，这些基因的表达反过来又赋予植物抗逆性，许多 miRNAs 在植物于各种生物和非生物条件下被鉴定出来（Khraiwesh et al. 2012；Sunkar 2010；Sunkar aZhu 2012）。1.4.1 营养胁迫植物在遭受营养胁迫时，miRNA 可以调节体内氮、磷、硫等元素的代谢平衡（Chiet al. 2007；Rhoades and Bartel 2004）。在磷、硫缺失的土壤中可以分别诱导 miR399
引物和基因特异性引物反转录后进行巢式 PCR 扩增，电泳回收凝胶产物， T 载体中克隆、测序从而鉴定切割位点。被 miRNA-RISC 复合体切断的 m的 mRNA 不同，完整的 mRNA 有 5’帽子结构，所以不能连接 RNA 接头， PCR 时不能被扩增。被切割的靶基因 mRNA 相对于随机断裂的 mRNA，其固定的。5’RLM-RACE 方法验证靶基因已在很多植物研究中被广泛应用，而效的（Jones-Rhoades and Bartel. 2004；Lu et al. 2005, 2007）。.3.3 靶基因的功能分析植物遗传转化是应用重组 DNA 技术，将外源基因导入植物基因组从而获源基因的转基因植株的技术（许农等 1991）。农杆菌因其有能将外源基因体内的能力，常用来作为遗传转化的载体，农杆菌介导的遗传转化在植物泛的应用（Pitzschke and Hirt 2010）。农杆菌与植物互作过程见图 1-4，植物，在创伤部位释放信号，农杆菌 VirA/G 区被激活，从而合成 T-DNA，vir 基过细菌的 T4SS 分泌系统将 T-DNA 和 Vir 蛋白转入植物细胞，形成 T-DNA合物。这个复合物被运到寄主细胞核，通过非常规重组整合到寄主染色体（d Hirt 2010）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物MicroRNA介导的基因调控在作物改良中的应用潜能[J]. 刘伟灿,周永刚,王兴超,王法微,王南,董园园,李晓薇,李海燕. 生物技术通报. 2016(04)
[2]杨树转基因研究进展及展望[J]. 丁莉萍,王宏芝,魏建华. 林业科学研究. 2016(01)
[3]花椰菜中器官早期发育调控相关的miRNA（Bra-miR07）的克隆及功能研究[J]. 张青丽,金川,秦二军,王玉,武美,李丽红,李慧,陈成彬,宋文芹,王春国. 园艺学报. 2016(01)
[4]Overexpression of potato miR482e enhanced plant sensitivity to Verticillium dahliae infection[J]. Liu Yang,Xiaoying Mu,Chao Liu,Jinghui Cai,Ke Shi,Wenjiao Zhu,Qing Yang. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(12)
[5]根癌农杆菌介导杨树遗传转化的影响因素[J]. 冯连荣,宋立志,张妍,彭儒胜,赵大根. 西北林学院学报. 2015(03)
[6]杨树农杆菌介导遗传转化中抗生素浓度的筛选[J]. 冯连荣,张兴芬,尹杰,宋立志,赵继梅,彭儒胜,矫丽曼,张妍. 西南林业大学学报. 2014(04)
[7]影响农杆菌介导的杨树遗传转化技术的因素[J]. 陈仲,廖维华,王静澄,高凯,孙吉,安新民. 植物生理学报. 2014(08)
[8]miR482介导的植物生物胁迫响应[J]. 肖裕,栾雨时. 植物生理学报. 2014(06)
[9]‘南林895杨’遗传转化体系的优化[J]. 孙伟博,于娟,潘惠新,诸葛强. 林业科技开发. 2013(06)
[10]ptc-miR801人工microRNA表达载体构建及功能初步研究[J]. 杨惠琴,蒋晶,刘明英,乔桂荣,姜彦成,卓仁英. 植物研究. 2013(05)
硕士论文
[1]三种杨树再生体系的建立及青海青杨遗传转化的研究[D]. 杜晓艳.西南大学 2010
本文编号：2945833
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
miRNA生物合成过程及功能特性（BrownandSanseau2005）
但是 AGO2 的作用和 miR403 指导的 AGO2 的调控的重要性还不得而知。图 1-2 植物 miRNA 调控机制示意图（Mallory and Vaucheret 2006）Figure 1-2 Schematic representation of plant miRNA regulatory mechanisms1.4 植物 miRNA 对胁迫响应的调控随着 miRNA 在不同生物中的大量发现，人们开始越来越多地研究 miRNA 的功能植物在生长过程中，不可避免地要遭受各种生物胁迫和非生物胁迫的影响。长期的进也使植物形成了适应各种胁迫的机制。在胁迫下 miRNA 的表达机制一直是 miRNA 能研究的重点。胁迫使植物过表达或者低表达特定的 miRNA 或合成新的 miRNAs 来控相关基因的表达，这些基因的表达反过来又赋予植物抗逆性，许多 miRNAs 在植物于各种生物和非生物条件下被鉴定出来（Khraiwesh et al. 2012；Sunkar 2010；Sunkar aZhu 2012）。1.4.1 营养胁迫植物在遭受营养胁迫时，miRNA 可以调节体内氮、磷、硫等元素的代谢平衡（Chiet al. 2007；Rhoades and Bartel 2004）。在磷、硫缺失的土壤中可以分别诱导 miR399
引物和基因特异性引物反转录后进行巢式 PCR 扩增，电泳回收凝胶产物， T 载体中克隆、测序从而鉴定切割位点。被 miRNA-RISC 复合体切断的 m的 mRNA 不同，完整的 mRNA 有 5’帽子结构，所以不能连接 RNA 接头， PCR 时不能被扩增。被切割的靶基因 mRNA 相对于随机断裂的 mRNA，其固定的。5’RLM-RACE 方法验证靶基因已在很多植物研究中被广泛应用，而效的（Jones-Rhoades and Bartel. 2004；Lu et al. 2005, 2007）。.3.3 靶基因的功能分析植物遗传转化是应用重组 DNA 技术，将外源基因导入植物基因组从而获源基因的转基因植株的技术（许农等 1991）。农杆菌因其有能将外源基因体内的能力，常用来作为遗传转化的载体，农杆菌介导的遗传转化在植物泛的应用（Pitzschke and Hirt 2010）。农杆菌与植物互作过程见图 1-4，植物，在创伤部位释放信号，农杆菌 VirA/G 区被激活，从而合成 T-DNA，vir 基过细菌的 T4SS 分泌系统将 T-DNA 和 Vir 蛋白转入植物细胞，形成 T-DNA合物。这个复合物被运到寄主细胞核，通过非常规重组整合到寄主染色体（d Hirt 2010）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物MicroRNA介导的基因调控在作物改良中的应用潜能[J]. 刘伟灿,周永刚,王兴超,王法微,王南,董园园,李晓薇,李海燕. 生物技术通报. 2016(04)
[2]杨树转基因研究进展及展望[J]. 丁莉萍,王宏芝,魏建华. 林业科学研究. 2016(01)
[3]花椰菜中器官早期发育调控相关的miRNA（Bra-miR07）的克隆及功能研究[J]. 张青丽,金川,秦二军,王玉,武美,李丽红,李慧,陈成彬,宋文芹,王春国. 园艺学报. 2016(01)
[4]Overexpression of potato miR482e enhanced plant sensitivity to Verticillium dahliae infection[J]. Liu Yang,Xiaoying Mu,Chao Liu,Jinghui Cai,Ke Shi,Wenjiao Zhu,Qing Yang. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(12)
[5]根癌农杆菌介导杨树遗传转化的影响因素[J]. 冯连荣,宋立志,张妍,彭儒胜,赵大根. 西北林学院学报. 2015(03)
[6]杨树农杆菌介导遗传转化中抗生素浓度的筛选[J]. 冯连荣,张兴芬,尹杰,宋立志,赵继梅,彭儒胜,矫丽曼,张妍. 西南林业大学学报. 2014(04)
[7]影响农杆菌介导的杨树遗传转化技术的因素[J]. 陈仲,廖维华,王静澄,高凯,孙吉,安新民. 植物生理学报. 2014(08)
[8]miR482介导的植物生物胁迫响应[J]. 肖裕,栾雨时. 植物生理学报. 2014(06)
[9]‘南林895杨’遗传转化体系的优化[J]. 孙伟博,于娟,潘惠新,诸葛强. 林业科技开发. 2013(06)
[10]ptc-miR801人工microRNA表达载体构建及功能初步研究[J]. 杨惠琴,蒋晶,刘明英,乔桂荣,姜彦成,卓仁英. 植物研究. 2013(05)
硕士论文
[1]三种杨树再生体系的建立及青海青杨遗传转化的研究[D]. 杜晓艳.西南大学 2010
本文编号：2945833
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