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随着全球气候变暖,干旱等自然灾害的发生频率也呈现增加的趋势,干旱不仅影响植物的生长发育而且会造成作物的严重减产。为保障我国农业生产的可持续发展,在如何应对干旱、提高农作物水分利用效率上应该加大研究投入,利用现代生物技术手段深入研究植物响应干旱胁迫的分子机理具有重要的理论意义和应用价值。长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)在植物应对生物胁迫和非生物胁迫的过程中发挥着重要作用,但目前关于lncRNA在植物干旱应答中的具体功能与调控机制尚不明确。本课题组前期以拟南芥T-DNA插入突变体为材料进行脱落酸(ABA)等相关表型筛选时,鉴定到一个长链非编码RNAlincRNA13853,该lincRNA突变体不仅对ABA的敏感性减弱,而且抗旱性也降低。本研究分析了长链非编码RNA13853在拟南芥干旱胁迫应答中的功能和调控机制,具体研究结果如下:1.LincRNA13853正调节拟南芥干旱胁迫耐受性LincRNA13853位于拟南芥第4号染色体,长度为786bp。与野生型拟南芥相比,lincRNA13853功能缺失突变体对外源ABA的敏感性减弱、耐旱性降低且失水速率加快,另外发现lincRNA13853突变体的气孔孔径比增大,而lincRNA13853过表达植株的气孔孔径比则减小。由此推断lincRNA13853可能通过调节气孔形态,从而影响植物的蒸腾速率,最终改变植物的耐旱性。2.LincRNA13853参与基因转录水平的调控链特异性的反转录PCR结果表明lincRNA13853为单向转录。通过核质分离实验并结合 qRT-PCR(Quantitative Real-time PCR)分析,确定 lincRNA13853主要富集在细胞核,从而推测其可能是在转录层面调控植物干旱胁迫应答。另外发现lincRNA13853的表达受外源ABA和PEG的抑制。3.LincRNA13853能与RBP7相互作用利用tRSA RNA pull-down和酵母三杂交筛选到与lincRNA13853相互作用的RNA结合蛋白RBP7,进一步利用原核系统的RNA pull-down与TriFC实验,分别在体外和体内证实了 RBP7和lincRNA13853存在相互作用。亚细胞定位实验发现RBP7在细胞核和细胞质均有表达,但在TriFC实验中,RBP7和lincRNA13853的相互作用局限于细胞核。4.ABA2是lincRNA13853 的靶基因为了进一步解析lincRNA13853调控植物干旱胁迫应答的分子机制,通过转录组测序以及qRT-PCR验证,发现lincRNA13853能正调控ABA合成的关键基因ABA2的表达。表型分析发现aba2和lincRNA13853突变体的失水速率及气孔孔径比均高于野生型,aba2突变体的表型与前人研究结果相一致。这表明lincRNA13853通过正调控ABA2的表达来影响植物的耐旱性。综上所述,lincRNA13853定位于细胞核中,它通过与RBP7协同作用调控ABA2的表达来正调节拟南芥干旱胁迫应答。深入研究长链非编码RNA lincRNA13853在模式植物拟南芥干旱胁迫应答过程中的功能和分子机制,不仅对全面揭示植物干旱胁迫响应机理具有重要理论意义,而且为通过遗传改良提高作物耐旱性提供了新的基因资源和理论支持。