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植物在一个完整的生命周期中,需要经历不同的发育时期。在种子萌发后,模式生物拟南芥会经历幼年期、成年期以及生殖生长期三个阶段。其中幼年期到成年期的转化对于植物的生长发育以及响应外界环境的变化至关重要,进化上保守的一个小分子RNA,miR156是这一过程的重要调控因子。miR156的含量在幼年期的植物中高度积累,随着年龄的增长,miR156的表达水平逐渐降低。过量表达miR156能够延长植物的幼年期,而限制miR156的功能会让植物提早进入成年期。miR156调控植物幼年期到成年期的转化过程在单子叶植物、双子叶植物以及苔藓中都是普遍存在的。在正常的自然条件下,植物体内miR156的含量随着年龄的增长而降低,因而从幼年期到成年期的转化过程是不可逆的。但是尚不清楚决定这一过程的信号是什么,miR156是如何感知这一信号,精确调控植物从幼年期到成年期的转化过程? 本论文以模式植物拟南芥为研究对象,通过对miR156家族的前体基因MIR156A和MIR156C进行精细的表达特征分析,发现植物光合作用的产物,糖分子能够抑制MIR156A和MIR156C的表达。对拟南芥外源施加糖处理会造成体内miR156的含量降低;相反当植物处于糖饥饿状态时,miR156的表达水平升高。在番茄、烟草和小立宛藓中,糖对miR156有着类似抑制作用,提示这一机制在进化中可能是保守的。糖既可以抑制MIR156A和MIR156C的转录,又能够促进MIR156A和MIR156C转录本的降解,在转录水平和转录后水平两个层面对miR156的含量进行调控。本论文的研究还发现,通过抑制光合作用的效率或者去除拟南芥的叶片,降低光合作用的产物——糖的供给,能够提高体内的miR156的含量,延长拟南芥的幼年期。这些结果表明,糖作为一个内源的信号分子,通过抑制MIR156A和MIR156C的表达水平,降低miR156的含量,促进了植物从幼年期到成年期的转化过程。由于通过光合作用产生的糖份积累是植物生长发育所必需的,因而从幼年期到成年期,植物体内糖的含量逐渐升高,造成了miR156的表达水平随着年龄的增长而降低,从而解释了植物从幼年期到成年期转化的不可逆性。