《ABA介導的miRNA及其靶基因調控草莓成熟的分子機理研究》是依託浙江大學，由羅自生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：ABA介導的miRNA及其靶基因調控草莓成熟的分子機理研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：羅自生
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
ABA調控非躍變型果實成熟是一個重要科學問題，近年來發現miRNA可在轉錄後水平調節靶基因表達，這為研究ABA調控非躍變型果實成熟機制創新了思路。本項目以非躍變型果實模式材料草莓為代表，在已有成果基礎上，利用轉錄組學、miRNA測序和降解組測序等技術手段，挖掘受ABA特異性調控的關鍵miRNA，篩選鑑定靶基因，分析其生物學功能，明確ABA與關鍵miRNA雙向互作調控模式；構建關鍵miRNA過表達和靶基因瞬態表達及RNAi沉默遺傳載體，明確ABA信號路徑中關鍵miRNA和靶基因的表達操控對草莓成熟的調控，從而揭示ABA介導的miRNA及其靶基因在調控草莓成熟中的分子機制。研究結果不僅有利於揭示ABA在草莓果實成熟中的分子調控機制，而且對其他非躍變型果實開展miRNA功能研究也具有借鑑作用。這不僅為揭示非躍變型果實成熟機制提供理論依據，也為開發有效的非躍變型果實采後保鮮方法提供技術支撐。
結題摘要
果實的成熟機制是個重要的科學問題，ABA調控非躍變型果實成熟的機制尤其是信號下游和轉錄後調控機制還有待深入開展。本課題以草莓成熟過程中ABA 信號調控的miRNA 及其靶基因為核心內容，開展了ABA 調控草莓成熟過程中對Fan-miR73表達水平的影響、草莓成熟模型中調控ABA 信號傳導的關鍵Fan-miR73的挖掘與鑑定；ABA 信號路徑中Fan-miR73和轉錄因子ABI5的表達模式、ABA 信號路徑中Fan-miR73和轉錄因子ABI5表達操控對草莓成熟過程影響等研究內容。轉錄組學分析發現ABA處理或者NDGA處理能夠使4164個基因的表達水平產生顯著差異。通過對轉錄組學差異表達基因的代謝通路富集分析發現，ABA下調了細胞分裂素受體基因AHK2/3/4和下游重要基因CYCD3的表達，ABA抑制了生長素信號基因IAA27和SAUR基因的表達，這表明ABA在草莓果實成熟過程中對其他激素的信號通路起到了調節作用。ABA對乙烯合成基因ACO3和關鍵信號元件CTR1表達產生影響，暗示乙烯在草莓果實成熟過程中可能發揮了某些作用。轉錄因子與差異表達基因共表達分析發現，WRKY和HSF家族轉錄因子是ABA誘導的基因高表達的重要調控因子，而SPL18和KNOX家族轉錄因子在ABA抑制基因表達起到了調節作用。研究發現了草莓果實成熟過程中47個保守miRNA和28個新miRNA，其中20個保守miRNA和6個新miRNA受到ABA差異調控，降解組分析發現Fa-novel6能夠靶向HERCULES1基因。發現了Fan-miR73能夠靶向ABA信號下游轉錄因子ABI5，外源ABA處理可以顯著下調Fan-miR73的表達，從而促進ABI5基因的表達。UV-B輻照和鹽脅迫均能下調Fan-miR73的表達，而上調ABI5的表達水平。Fan-miR73和ABI5表達水平之間高度的負相關性暗示了Fan-miR73可能在草莓果實成熟和非生物脅迫過程中起到了對ABA信號下游轉錄因子ABI5表達水平的調節作用。這些研究結果有利於了解ABA 在草莓等非躍變型果實成熟中的作用機理，也為開發有效的非躍變型果實采後保鮮技術提供理論支撐。本課題發表論文18篇，授權國家發明專利2件；培養博士生3名，碩士研究生3名。
