《番茄REVOLUTA基因在果實形成過程中的功能解析》是依託重慶大學，由李正國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：番茄REVOLUTA基因在果實形成過程中的功能解析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李正國
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
REVOLUTA（REV）屬於第三類 HD-ZIP 基因家族，受miR166的剪下調控，參與頂端分生組織形成、器官極性建立、維管束髮育等重要生理過程。然而，關於REV在果實形成過程中的作用尚未見報導。本項目前期研究發現，miR166剪下位點突變的番茄SlREV超表達植株表現出明顯的果實形狀和座果位置異常，說明SlREV參與了果實發育過程。本項目擬通過組織切片和Solexa測序技術研究野生型Micro-Tom番茄SlREV與超表達株系在果實形成過程中顯微結構和基因表達譜的差異，同時利用ChIP-Seq（染色質免疫共沉澱-測序）和EMSA（凝膠遷移實驗）技術尋找SlREV調控的靶基因，篩選SlREV下游與果實形成相關的關鍵基因，並通過超表達和RNAi技術對重要候選基因進行功能鑑定。研究結果不僅可以揭示SlREV調控番茄果實形成的基因網路，而且可為番茄的遺傳改良奠定基礎。
結題摘要
microRNA（miRNA）是一類長度約20~24個核苷酸的內源性非編碼小RNA，通過在轉錄後水平上下調或抑制靶標基因表達，從而對生物體的生長發育進行精確調控。植物miRNA在營養生長和生殖生長過程中都扮演十分重要的調控作用。miR166作為一種保守性植物miRNA，也廣泛的參與了根尖的發育、莖的生長、葉片極性發育、花分生組織發育等過程，然而它對果實形成的調控機制尚不清楚。本研究以番茄作為模式植物，研究Sly-miR166及其靶標基因對花的發育和果實形成的影響，這對深入揭示花器官形態建成及果實座果、生長發育的分子機制具有重要意義。本研究主要取得以下成果：1. Sly-miR166及其靶標基因的表達模式分析發現，Sly-miR166主要在根、葉、花和果實中表達。所有靶標基因在根和莖中的表達最高，其次是在葉、花和幼果中，而在成熟果實中幾乎檢測不到靶標基因的表達。靶標基因在莖、葉和成熟果實中的轉錄水平與Sly-miR166存在互補的關係，表明Sly-miR166可能通過直接調控靶標基因在莖、葉和果實中的表達發揮重要功能。2. 在番茄果實中特異性超表達前體Sly-pre-miR166b引起心皮發育模式改變，致使果實持續內生和部分發生單性結實現象；定量結果顯示，成熟Sly-miR166表達水平上升，引起所有靶基因下調，進而抑制了TAG1的表達，使花發育的確定性喪失，從而出現果中果的現象。3. 在番茄中超表達野生型靶標基因SlREV和其剪下抑制形式SlREVRis，分析發現超表達SlREVRis引起葉片極性改變、莖段維管束結構變化、花柄離層區異位花組織產生、異位心皮的發育和果實融合等表型，表明SlREV可能是多效性基因；而單獨超表達SlREV卻無明顯表型，表明SlREV在莖、花、果實中的功能主要依賴於Sly-miR166在其轉錄後水平上的調控。4. 根據35S::SlREVRis對花柄離層區的重要影響，定量分析表明SlREV通過調控BLIND、GOLET、LeWUS等基因，調控分生細胞的增殖、側生分生組織和器官邊界的形成。5. Chip-seq 結果顯示SlREV 直接結合到與生長素合成，信號轉導和運輸相關的基因上。結合表達譜結果，目前數據顯示SlREV可能作為一個正調控因子通過生長素參與調節番茄的座果過程。
