miR159和miR169在甘藍型油菜乾旱應答中的功能分析

《miR159和miR169在甘藍型油菜乾旱應答中的功能分析》是依託揚州大學，由方玉潔擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：miR159和miR169在甘藍型油菜乾旱應答中的功能分析
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：方玉潔
• 依託單位：揚州大學

項目摘要

乾旱脅迫是制約甘藍型油菜產量和品質的重要環境因子。miRNA作為一種關鍵的非編碼小 RNA分子，在植物的逆境應答和生長發育相關的基因表達調控中發揮著至關重要的作用。雖然近年來已有許多植物miRNA被發現，但是它們的生物學功能和作用機制還需要更深入的研究。在前期研究中，我們構建了甘藍型油菜在正常和乾旱脅迫條件下的small RNA文庫，並對其進行了高通量測序分析，初步鑑定出50個受乾旱脅迫誘導表達的miRNA。在此基礎上，本項目擬將miR159和miR169作為重點候選研究對象，利用生物信息學和RLM-RACE手段鑑定和驗證它們的靶基因，通過qPCR方法分析候選miRNA和靶基因的表達模式，通過轉基因技術對它們進行功能驗證，從表型、生理反應以及分子調控水平對它們進行深入研究，探索候選miRNA及靶基因在甘藍型油菜對乾旱脅迫回響過程中的分子調控機制，為甘藍型油菜的抗旱育種提供理論依據。

結題摘要

乾旱脅迫嚴重影響甘藍型油菜的正常生長發育和產量，危害油菜生產。miRNA在調控植物對乾旱的應答方面具有重要調控作用。本項目以利用small RNA-Seq技術鑑定出的在正常和乾旱脅迫條件下顯著差異表達的miR159和miR169作為研究對象，結合qPCR、轉基因功能驗證、酵母生化分析等手段,對miR159和miR169在甘藍型油菜乾旱應答中的生物學功能進行了分析。利用生物信息學方法和降解組數據分析鑑定得到了miR159的靶基因BnbHLH62、BnMYB65和BnMYB81，以及miR169的靶基因BnNF-YA22、BnNF-YA23、BnNF-YA27。利用轉錄組分析和qPCR技術檢測了miR159和miR169及其靶基因在逆境脅迫條件下的表達模式。研究顯示，過表達miR159a和miR159c能夠增強轉基因植株對滲透脅迫的抗性，其靶基因編碼蛋白BnbHLH62、BnMYB65和BnMYB81均定位於細胞核中，BnMYB65全長蛋白沒有轉錄激活活性，BnbHLH62和BnMYB81全長蛋白具有轉錄激活活性，BnMYB81轉錄激活活性位於蛋白的C端，而BnbHLH62蛋白的N端和C端序列均對其轉錄激活活性的維持具有作用。過表達miR169g能夠增強轉基因植株對ABA的敏感性和對滲透脅迫的抗性，BnNF-YA22、BnNF-YA23、BnNF-YA27定位於細胞核中，全長蛋白均不具有轉錄激活活性，BnNF-YA23蛋白可能通過與EIN2和PAP6互作參與逆境應答。本研究初步闡明了miR159和miR169在甘藍型油菜乾旱應答中的生物學功能，為甘藍型油菜抗旱性改良的分子遺傳育種提供了新的途徑。