Sly-miR168α调控番茄钾养分吸收和利用的功能验证

发布时间：2020-07-21 11:48

【摘要】：mircoRNA是一类非编码类大约21-23核苷酸长度的小RNA。它能通过和其相对应的靶基因的m RNA碱基配对,引导其mRNA沉默复合体(RISC)降解以阻碍翻译,从而调控其相应基因在转录后水平上的表达,miRNA在植物发育调控,逆境应答及激素调节等方面发挥重要作用。钾素是植物生长发育所必须的营养元素之一,钾素缺乏不仅限制植物的生长发育而且降低了产量。前期研究中,在两种不同钾利用效率的番茄品系中通过小RNA的表达谱分析,发现miR168a在两个品系中表达差异明显,结合前人研究推测该miRNA可能在番茄低钾胁迫下有重要的调控作用。但关于miR168对低钾胁迫的调控未见相关报道。为了深入解析番茄miR168a的生物学功能,本试验采用qRT-PCR检测miR168a及其靶基因AGO1在钾敏感型和耐低钾型番茄中的组织特异性表达模式。以钾敏感型番茄JZ18为试材,根据获得的Sly-pre-miR168a序列,设计基因特异性引物,对Sly-pre-miR168a进行扩增,获得的PCR片段经SmaI和BamHI双酶切连接到过表达载体pBI121上。通过农杆菌介导的叶盘法转化番茄获得35S::Sly-mi R168a超表达T0代植株,并通过低钾水培处理对其进行表型鉴定。主要研究结果如下:(1)低钾胁迫处理下JZ34号番茄无明显变化且可以正常生长发育,而JZ18号番茄在低钾胁迫下的茎长、根长、鲜物质重和干物质重明显下降。JZ18号番茄在低钾胁迫下体内积累的钾离子含量低于JZ34号番茄。钾耗竭试验中,JZ34的钾吸收速率高于JZ18号番茄。表明了番茄苗期对钾的能力存在基因型差异,反映了番茄植物对钾营养的敏感程度。(2)低钾胁迫处理下miR168a在JZ18号番茄的表达量明显下降,在7d时下降了9.4倍。而JZ34号番茄在低钾处理下表达量上升,在7d时上升了3.8倍,说明miR168a对提高番茄的耐低钾性有一定的作用。从基因表达量的趋势上看,AGO1的表达量正好与miR168a的表达量相反。(3)与野生型番茄植株相比,转基因植株中miR168a的表达量显著增加,而生物信息学所预测的miR168a靶基因AGO1的表达水平则相应降低。以miR168过表达转基因番茄和野生番茄为材料,缺钾培养7d后,转基因株系较未转基因株系侧根和根毛增多,根表面积增加,叶片边缘未出现褪绿表型,说明miR168a使JZ18号番茄的耐低钾能力增强。
【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
【图文】：

番茄,钾离子,低钾,积累量

25c d图 2 JZ34 番茄低钾处理下植物体内钾离子的积累量（*p<0.05）Fig.2 The accumulation of potassium ions in potassium-free JZ34 tomato plants（*p<0.05）由图2 a和b可以看出JZ34号番茄在正常营养液条件下植物体内的钾离子含量会随着时间的增加趋于增加。比较 JZ18 号番茄（图 1 a 和 b），正常营养液条件下 JZ34 植株体内的钾离子含量在在地上部和根均高于 JZ18 号番茄。分别为 JZ18 番茄的 1.32 和

钾吸收,番茄,动力学,钾离子含量

结果与分析表明了番茄在幼苗时期对钾的吸收能力存在基因型差异。JZ34 号番茄 c 和 d 显示植物体内的钾离子含量无明显差异变化。表明了 JZ34 号应能力强。能够更好的适应缺钾环境正常进行生长发育。品系番茄钾吸收动力学比较体内钾离子含量的降低，可能由于植物体对钾的吸收能力降低。为号番茄进行了钾离子耗竭试验，具体方法参照 2.2.3。通过检测不同时离子浓度反映两番茄品种对外界钾离子的吸收状况。

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