《番茄Dicer-like 2 亞家族基因的功能分析》是依託重慶大學，由塗昀擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：番茄Dicer-like 2 亞家族基因的功能分析
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：塗昀
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
植物DCLs是一個小蛋白家族，參與小RNA的生成，在植物生長發育及抗脅迫等過程中有著重要作用。不同的DCL功能不同。水稻OsDCL3亞家族中兩個同源蛋白OsDCL3a,3b的研究也表明它們的表達模式不同，蛋白功能出現分化上。番茄基因組上鑑定4個同源的DCL2，這時首次在同一物種上找到4個旁系同源的DCL2基因，它們的功能尚不清楚。我們前期的研究表明它們的表達模式各不相同，暗示它們的功能可能有所區別。本研究擬以番茄為材料，獲得4個DCL2基因（SlDCL2a-2b）全長cDNA序列；通過RNAi單基因沉默或共沉默SlDCL2s。分析轉基因株系生長發育、果實形成和耐貯性等特徵，檢測相關基因的表達；同時採用番茄易感病毒感染轉基因番茄，檢測宿主中病毒mRNA和病毒來源的siRNA來確定SlDCL2s剪下外源病毒的分子功能，揭示DCLs在調控植物的生長發育、果實成熟，抗病型和耐貯性過程的作用。
結題摘要
Dicer以及植物中Dicer的同源蛋白DCL（Dicer）屬於RNA酶III家族成員，剪下dsRNA（雙鏈RNA）和pre-miRNA(前體miRNA)，參與siRNA和miRNA的生成。植物DCL蛋白有四種類型，不同的DCL功能不同，產生不同的sRNA片段。植物DCL2參與siRNA的生成，在植物生長發育及抗病毒和抗脅迫等過程中有著重要作用。本項目研究過程中，我們分離和克隆了番茄Dicer-like 2家族的4個基因SlDCL2a、SlDCL2b、SlDCL2c和 SlDCL2d，對這些基因進行了表達分析，在番茄不同組織器官和果實發育過程中這4個基因均有表達，但程度高低和變化趨勢不同，它們有著不同的表達模式。它們對於不同的外源植物激素，回響也不盡相同：生長素IAA抑制SlDCL2s這4個基因的表達；赤黴素GA 誘導SlDCL2a和SlDCL2c的表達；茉莉酸甲酯Me能誘導SlDCL2a和SlDCL2c的表達，但抑制SlDCL2b和SlDCL2d的表達；乙烯前體ACC抑制SlDCL2a和SlDCL2d表達；而脫落酸ABA處理後，這4個基因的表達無統計學的顯著差異根據這4個基因共有的高度保守區域，利用35S啟動子構建SlDCL2s基因共沉默的RNAi沉默載體；針對單個基因的特徵區域，分別構建了單個基因特異性敲除的Cas9/gRNA載體。通過農桿菌介導法轉化野生型番茄，分別獲得了目標基因共沉默和單基因敲除的轉基因植株，SlDCL2s基因被抑制後，未觀察到番茄的生長、開花以及果實成熟的明顯變化， 而在SlDCL1基因被抑制後的轉基因植株中，葉片生長，花的發育以及座果的過程都受到了不同程度的阻礙。耐貯藏實驗發現，SlDCL2s基因被抑制後貯藏時間比野生型顯著縮短，抑制了細胞壁代謝相關基因TBG4、SlXTH5以及脂肪酸代謝相關基因TomLoxA，TomLoxB和TomLoxC的基因的表達，果實失水加快，抗病毒能力下降，更易腐爛和發生霉變。本研究有助於我們更深入理解番茄DCL2s基因在果實貯藏中的功能，利用於農作物的生物技術改良，培育更培育耐貯藏的作物。
