《miR159介導的GAMYB轉錄因子表達對大岩桐花期調控的研究》是依託浙江大學，由邊紅武擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：miR159介導的GAMYB轉錄因子表達對大岩桐花期調控的研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：邊紅武
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
miRNA研究表明許多植物miRNAs調控的靶標為轉錄因子基因，是分生組織同一性、細胞分裂、器官分離等所必需的，並參與開花基因表達調控。在短日照條件下，營養組織向花轉換過程中主要是由赤黴素（GA）激活GAMYB轉錄因子表達，再進一步激活花分生組織特異基因LEAFY的表達所促發的。在該GA信號途徑中，miR159通過直接降解GAMYB相關蛋白的mRNA，導致LEAFY基因轉錄水平的下降，從而延遲短日照下植物的花期。與轉錄抑制因子相比，miRNA能在轉錄後水平更迅速地調節靶蛋白含量，精確維持靶蛋白的穩定狀態。基於我們對大岩桐開花相關基因的克隆和轉基因功能研究的基礎上，本申請擬在大岩桐中開展miR159家族不同成員基因和靶基因GAMYB之間的共表達以及降解作用的研究，探討GA途徑中miR159介導的GAMYB轉錄因子表達水平對大岩桐開花時間的調控作用，建立花期控制的觀賞性花卉分子遺傳新策略。
結題摘要
迄今，針對非模式植物，特別是花卉植物中miRNA調控花發育的研究很少。本項目以觀賞性花卉大岩桐為材料，認真進行了miR159對成花途徑中關鍵靶基因的調控作用及其機理分析研究，順利完成了預定研究計畫，達到了預定目標。獲得主要結果有：1，GAMYB基因全序列的克隆及miR159剪下位點的驗證，發現SsGAMYB基因的964～985 bp區域的第11位鹼基是miR159的直接剪下位點，證實該基因是miR159的靶基因。2，利用農桿菌介導法獲得高表達和抑制表達miR159轉基因大岩桐株系。3，在短日照條件下，大岩桐35S:miR159a過表達株系花期延遲37（± 4.93）天，而35S:MIM159轉基因株系花期提前20（± 3.5）天。定量RT-PCR檢測進一步說明改變miR159的表達水平可以調控靶基因GAMYB的表達，從而提前或延遲大岩桐的開花時間。4，利用qRT-PCR的方法檢測轉基因株系中GAMYB下游基因的表達變化。發現miR159介導的GAMYB表達調控了成花關鍵基因LFY的表達水平，並進一步調控下游MADS-box基因的表達。說明35S:miR159a和35S:MIM159轉基因株系花期的變化很大程度上與LFY基因表達水平相關。5，LFY基因異常表達引起大岩桐花器官形態的變化 35S:MIM159轉基因株系中，高表達LFY基因的株系出現了萼片和花瓣的相互轉化，即萼片段預告瓣化以及花瓣萼片化。qRT-PCR分析結果表明萼片和花瓣的相互轉化可能與第一輪和第二輪花器官中SsAP1和SsAP3異常表達相關。 綜上所述，本研究表明在短日照條件下通過轉基因改變miR159的表達可以有效的調控靶基因GAMYB以及下游成花關鍵基因LFY的表達水平，進而顯著提前或延遲了大岩桐的開花時間。說明調控開花相關miRNA的表達水平可以改變大岩桐的花發育進程。基於植物miRNA序列的高度保守性，通過轉基因的方法調控開花相關miRNA表達將為觀賞性花卉的花發育和花期控制提供一條分子遺傳育種的新途徑。已發表SCI論文4篇，核心期刊論文1篇，申請專利1項。培養博士生2名，碩士生3名。
