论文部分内容阅读
气生根是影响玉米抗倒伏能力的一个重要性状,在一定程度上决定着玉米的种植密度,与单位面积产量直接相关。玉米气生根形成不但受关键基因决定,而且受microRNA复杂的基因表达调控。MicroRNAs(miRNAs)是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的长度约为20-25个核苷酸的非编码RNA。它们作用于靶基因mRNA的碱基互补区域,通过剪切降解靶mRNA或抑制靶mRNA转录后翻译实现对基因表达的调控。本研究利用Solexa高通量测序技术对玉米自交系昌7-2(气生根稀少)和12246(气生根发达)进行了microRNA分析,筛选在两个自交系间气生根发育相关的miRNA及其靶基因,并利用实时荧光定量PCR对差异的miRNA及其靶基因进行了验证。主要研究结果如下:1.Solexa高通量测序在两个自交系气生根中分别得到2,549,593和4,186,404个clean读数,通过分析共发现属于27个miRNA家族的202个保守microRNA。2.通过对气生根发育保守microRNA分析,得到与气生根发育相关的8个miRNA家族的32个保守microRNAs。利用荧光定量PCR的方法对zma-miR156bd、zma-miR164a-d,g、zma-miR164e、zma-miR164h、zma-miR166a-i、zma-miR171hk、zma-miR171lm和zma-miR528ab的表达规律进行验证,qRT-PCR定量结果与测序结果相一致,验证了测序结果的可靠性。3.通过靶基因预测软件psRNATarget对获得的气生根相关microRNA的靶基因进行预测,确定了179个microRNA调控的靶基因,被检测到差异表达的12个靶基因中,有8个zma-miR166a-i、zma-miR396cd、zma-miR444ab、zma-miR528ab、zma-miR827的靶基因是与其对应的miRNA的表达呈相反的趋势,说明这些miRNAs可能调控其靶基因并参与玉米自交系气生根的发育。GO功能预测靶基因结果表明,这些靶基因大多数是转录调控因子,也有一些是代谢途径相关的编码基因,涉及到激素信号转导、转录调控、物质能量代谢、响应逆境胁迫、电子传递等,说明玉米气生根发育过程中存在miRNA及其靶基因的复杂调控网络。