miR172在番茄果實形成過程中的功能解析

《miR172在番茄果實形成過程中的功能解析》是依託重慶大學，由先志強擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：miR172在番茄果實形成過程中的功能解析
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：先志強
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

miR172是植物中一類保守的miRNA，可與miR156協同調節植物生長周期。有研究報導在番茄中超表達miR156可以使果實出現異常增生，而本項目在前期研究中發現miR172的前體pre-miR172b的反向沉默植株也會造成果實內部產生次生果，然而其分子機制尚不明確。本項目擬通過組織切片和高通量測序技術研究野生型番茄與pre-miR172b反向沉默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和EMSA技術篩選和驗證miR172靶標基因AP2所調控的下游與果實形成相關的關鍵基因，並在雙分子螢光報告系統中驗證miR172可以通過影響AP2的表達進而調控下游基因啟動子的轉錄效率。研究結果可以揭示miR172及其靶標基因AP2調控果實發育過程的分子機制，深入闡明番茄果實形成的調控網路。

結題摘要

miRNA是一類重要的調控因子，其通過對靶標基因的同源序列識別而進行抑制。miR172的靶標基因是AP2，其參與到花原基的生存過程。通過對miR172前體pre-172b的反向表達，獲得了果實發育異常的表現，但是其表型並不穩定，說明miR172有可能不是導致果實異常的直接原因。再通過定量PCR結果的篩選到miR166在異常的果實中表達升高。於是通過截斷的2A11啟動子驅動miR166b的表達，獲得了類似的果實異常的表型。MiR165 / 166是調節植物中HD-ZIP III轉錄因子基因的一種類型的保守miRNA。作為miR165 / 166的多功能作用，pre-miR165 / 166的高度組成型表達可能通過根癌土壤桿菌介導的轉化對外植體是致死的，這導致在存活的轉基因植物中檢測到的miR166的輕微過表達。然後使用縮短的2A11啟動子（-1至-1395，s2A11）驅動pre-miR166b的表達，並且其在番茄果實中成功地促進miR166的積累並相應地降低了6種HD-ZIP III靶基因的轉錄水平。出乎意料的是，在第四片複葉之後發育的組織中也檢測到增加的miR166，從而導致植物上部的外捲曲葉形成，花芽的停滯發育和開花時間的延遲。值得注意的是，在轉基因番茄內部連續產生果實樣器官。生長素運輸載體SlPIN的轉錄水平，生長素回響因子SlARF在s2A11 :: pre-miR166b轉基因植物中與WT相比下調。此外，轉基因番茄果實中也影響細胞命運和花器官確定性的轉錄因子，包括TAG1、KN1和KN4。此外，miR166還被發現在黑暗處理的植物的花序中與正常日/光條件下的植物相比顯著上調，而同時具有5個miR166靶基因的轉錄物減少，並且能量信號SlTPS1的潛在關鍵調節物也相應減少。總之，本研究的數據表明miR166通過改變生長素信號通路中HD-ZIP III靶基因和下游調節基因的表達水平來調節果實中的植物生長，葉形態形成和細胞命運決定。另外，在miR166的超表達植株中還觀察到了抗旱等有生產意義的表型。