miR159e-3p調節大豆應答低磷脅迫的分子和生理機制研究

《miR159e-3p調節大豆應答低磷脅迫的分子和生理機制研究》是依託華南農業大學，由王金祥擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：miR159e-3p調節大豆應答低磷脅迫的分子和生理機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王金祥
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

miR159在花發育以及鹽害和ABA回響方面起重要作用，但對miR159是否調節植物低磷脅迫回響及機制還不清楚。我們前期研究發現低磷抑制大豆miR159e-3p在根部表達，其靶基因是一個受低磷誘導的編碼MYB類轉錄調控因子的基因, 表明miR159e-3p可能調節大豆低磷脅迫回響。.我們以大豆為實驗材料，通過分子生物學和遺傳學等研究手段，開展如下研究：（1）定量PCR和融合報告基因方法確定miR159e-3p和靶基因的時空表達模式，特別是對低磷脅迫的回響模式；（2）過表達miR159e-3p和靶基因對大豆回響低磷脅迫的影響；（3）過表達大豆MIM159e-3p以及突變靶基因進一步研究其調節低磷脅迫回響的機理；（4）確定靶基因的轉錄因子活性和通過ChIP-seq技術在基因組水平上確定靶基因調控的下游基因。解析miR15e-3p調節大豆應答低磷脅迫回響的分子和生理機制。

結題摘要

本項目以粵春03-3（YC03-3）和過表達GmMIR159e的轉基因大豆為實驗材料，鑑定了大豆MIR159基因家族並預測其靶基因，分析了大豆MIR159基因家族對磷養分、ABA和NaCl的回響，以及對大豆GmMIR159e在調節磷養分平衡方面的功能進行了初步研究。主要結果如下： （1）大豆基因組有6個MIR159家族成員，MIR159a和MIR159d位於大豆9號染色體，MIR159b和MIR159e位於大豆7號染色體，MIR159c和MIR159f位於大豆16號染色體；進化分析表明，大豆MIR159家族共分為2個亞組。 （2）確定miR159e靶基因是GmMYB33，其編碼核蛋白，其N端和全長具有轉錄激活活性。 （3）長期低磷誘導MIR159a和MIR159e在葉表達，誘導MIR159b和MIR159c在根表達，誘導MIR159f在根、葉表達；短期低磷抑制MIR159c在葉和根表達，抑制MIR159e在根表達；長期低磷誘導MIR159a、MIR159b、MIR159c和MIR159f在花中表達，而抑制MIR159d和MIR159e表達；長期低磷抑制MIR159a、MIR159c和MIR159d在根瘤中表達，誘導MIR159b表達。 （4）ABA處理誘導葉中MIR159a表達；MIR159b在葉和根均被ABA誘導表達；MIR159c在葉誘導表達，在根被抑制；MIR159d在葉抑制表達，而在根被誘導；MIR159e在葉和根抑制表達，MIR159f在葉抑制表達，在根被誘導。 （5）NaCl處理誘導MIR159a、 MIR159b、MIR159c和MIR159e在葉和根中表達；MIR159d在根被誘導；MIR159f在葉抑制表達，在根被誘導。 （6）高磷條件下，大豆MIR159e啟動子在葉脈、花器官和種皮有活性；而低磷條件下在花葯、胚根和種皮有較強活性，並且低磷條件下大豆MIR159e啟動子主要在主根成熟區、主根根尖和側根根尖分生區有活性。（7）在高磷高氮（HPHN）和低磷高氮（LPHN）條件下，過表達MIR159e對大豆生長發育和磷營養沒有影響；但在HPLN條件下，過表達MIR159e導致根和葉中總磷含量下降，老葉和根瘤中可溶性磷濃度下降。