《玉米耐旱相關miRNA的鑑定、分析及其與耐旱性的關係》是付鳳玲為項目負責人，四川農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：玉米耐旱相關miRNA的鑑定、分析及其與耐旱性的關係
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：付鳳玲
- 依託單位：四川農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
深入理解和掌握玉米耐旱機制，可發掘高效改良其耐旱性的新策略或新途徑。長期以來，耐旱機制研究主要集中在耐旱編碼蛋白基因的鑑定和發現上，但眾多耐旱相關基因是植物乾旱應答的結果，受某些調控因子精確調控，以此改良玉米耐旱性必將事倍功半。近年來，越來越多研究表明，非編碼蛋白基因中的microRNA與植物耐逆密切相關，被認為是眾多耐逆編碼蛋白基因表達的開關調節器。課題組前期對強耐旱自交系81565 耐旱蛋白基因及其表達特性進行過系統研究，發現pp2c基因在乾旱與非乾旱下有選擇性剪下，因此，本項目計畫以81565為材料，依據已發掘耐旱編碼蛋白基因序列信息及microRNA序列特徵，將生物信息學方法與構建microRNA文庫法相結合，研究、篩選並鑑定耐旱相關microRNA及其在乾旱與對照下的表達差異；再以此為信息探針，同源搜尋蛋白質資料庫，尋找靶基因，解釋其功能，進而分析、理解玉米耐旱調控機制。
結題摘要
深入理解和掌握玉米耐旱調控機制，可發掘高效改良玉米耐旱性的新策略或新途徑。本項目以強耐旱自交系“81565”、較強耐旱系“87-1”與弱耐自交系“丹340”、“21ES”為材料，結合運用miRNAs計算機軟體預測、克隆測序、晶片雜交及數字基因表達譜分析等方法，研究、篩選和驗證玉米耐旱相關miRNAs及其靶基因。結果發現有303個miRNAs在乾旱脅迫下有極顯著的表達差異，其中2個是新發現miRNAs（miRNA397、miRNA815a），特別是miR159、miR168家族成員在乾旱下的差異表達，無論是晶片雜交還是northern雜交均表現出明顯的規律性且差異表達信號值較大。miR159a/b/f在耐旱系乾旱脅迫早期上調錶達，特別是在“81565“中尤為突出，在弱耐系中表達下調或變化不明顯；miR168a/b在“81565”和“丹340”中上調錶達，在“87-1”中變化不明顯，在“21ES”中下調錶達，表明它們與耐旱性密切相關。通過對差異表達miRNAs靶基因預測和數字表達譜分析，預測到了128個miRNAs的390個靶基因，其中54個靶基因在數字基因表達譜中有明顯檢測信號，表明這54個靶基因可能受耐旱相關miRNAs的調控進而影響玉米耐旱性強弱。這些靶基因主要涉及逆境轉錄因子MYB、NAC、GTP酶活化蛋白、鈣調蛋白激酶、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶、組蛋白脫甲基酶、生長調節因子等逆境相關蛋白，最終實現對乾旱脅迫的回響、調節和耐受。
