microRNA162调控低夜温下番茄叶片气孔开闭的研究

发布时间：2020-04-22 13:01

【摘要】：MicroRNA(miRNA)是22个核苷酸(nt)的内源性非编码RNA,能够响应多种非生物胁迫。前人通过高通量测序挖掘出mi R162是在低夜温下受脱落酸(Abscisic acid,简称ABA)诱导差异表达的miRNA并推测miR162调控DCL1依赖ABA信号途径响应低夜温。本试验主要构建mi R162超表达和沉默载体并获得miR162转基因植株,通过观察超表达和沉默植株表型和气孔超微结构,测定低夜温下转基因植株Fv/Fm和ABA含量,分析ABA合成、分解以及信号转导途径、冷胁迫相关基因表达水平,并对miR162靶基因DCL1剪切的三个miRNAs表达进行分析,明确miR162在低夜温下调控气孔开闭的作用,进一步明确miR162在番茄低夜温胁迫中的具体功能。主要结果如下:1.mi R162影响了气孔的开放状态。与野生型植株相比,miR162超表达植株叶片气孔开放程度降低,而miR162沉默植株气孔开放程度升高;经低夜温(6℃)处理后野生型植株、miR162超表达植株和沉默植株气孔开度降低,但miR162沉默植株气孔开度在三者中最大,说明miR162的沉默能够缓解低夜温下气孔的关闭。本研究也发现低夜温下miR162沉默植株能够缓解Fv/Fm的降低抵御低夜温。2.mi R162影响了番茄叶片ABA含量变化。与野生型植株相比,mi R162超表达植株ABA含量升高,miR162沉默植株ABA含量降低;经低夜温(6℃)处理后,miR162超表达植株处理9天时ABA含量升高,miR162沉默植株处理6天后ABA含量降低,推测低夜温下miR162沉默能够缓解ABA含量升高从而减小气孔关闭程度抵御低夜温。3.mi R162调控了ABA合成、分解、信号转导途径和冷胁迫重要基因的表达。相比野生型植株,miR162超表达植株ABA合成途径中NCED1、ZEP1、ABA2和AAO,ABA信号转导途径中ABI3、ABF4、AREB和MYB1上调表达,ABA分解代谢途径中CYP707A1和CYP707A2基因下调表达,在沉默植株中呈现相反趋势;低夜温(6℃)处理后,ABA合成、分解和信号转导途径相关基因表达水平均发生显著变化,说明低夜温下mi R162通过调控ABA合成、分解及信号转导途径相关基因表达影响ABA含量变化。对冷胁迫基因CBF1、CBF2和CBF3进行表达分析发现低夜温诱导了CBF1、CBF2和CBF3的表达,推测miR162能调控ABA含量从而调控冷胁迫重要基因的表达。4.通过对受DCL1剪切的mi R160、miR164和miR171a及其相对应靶基因进行表达水平分析发现,miR160、miR164和miR171a在miR162超表达植株中下调表达,在miR162沉默植株中上调表达,其对应的靶基因变化趋势与之相反,推测mi R162可能通过作用DCL1从而调控miR160、miR164和miR171a的表达响应低夜温。
【图文】：

核苷酸序列,作用机制,过程,多聚腺苷酸化

iRNA的合成过程和作用机制（Noman et al., 2017sis process and mechanism of plant miRNA（Noman研究进展iRNAs 中，miR162 能够被 MIR162a 和 MIR1报道了拟南芥 miR162a 及其宿主基因中内h et al., 2006; Brown et al., 2008），而 MIRN162a 则含有多个内含子并且转录物需要经2002; Hirsch et al., 2006; Brown et al., 2008）a 和 ath-miR162b 具有功能性并能引起 miRNath-miR162b 有相同的核苷酸序列，并且 miIR162b 转录本至少有两个选择性 3'末端，甚少（Hirsch et al., 2006）。有研究证明了用（20%的含水量的干旱胁迫和盐胁迫下的剪切和多聚腺苷酸化能够作用于 miR1。他们证实了 miR162 在非生物胁迫转录后

生物合成途径

过 C15 途径和 C40 途径直接或间接进行 ABA 合成，高等接合成（Zeevaart, 1999），主要是通过形成叶黄素以及叶近年来，，已有研究叙述了被子植物中 ABA 合成途径的详细段的环氧化玉米黄质变为全反式紫黄质，玉米黄素环氧化的关键酶，同时 ZEP 也是第一个被鉴定出来参与 ABA 生996）。玉米黄素被 ZEP 催化后转为堇菜黄素，然后 NCED在 ABA2 的影响下黄氧素变为脱落酸醛，最后脱落酸醛通过生 ABA，有研究也证明了 ABA 合成途径中的酶可以被 A进一步合成（杨丽霞等, 2004; 马延宏, 2009）。2001）研究表明烟草中高含量的 ZEP 催化产物在逆境条件达的ZEP基因并不能使ABA含量发生改变。在ABA的合成因只作用 ABA 途径却不受 ABA 诱导（Cheng et al., 2002表明 Glc 信号途径是由 Glc 与 ABA 的协同作用结合 ABA 正信号传导相关基因被反式激活所介导的，主要原因是由于 ABI5 被 ABA 激活。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S641.2

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