以次生代谢产物为主的中药有效成分种类繁多,生物合成途径千差万别,参与其中的酶和基因表达调控的机制也复杂多样。目前,药用植物有效成分代谢调控的研究主要是利用现代生物技术研究药用植物有效成分的代谢途径和对植物次生代谢途径的遗传特性进行改造,进而改变植物次生代谢产物,提高有效成分的含量。 通过基因沉默技术沉默药用植物有效成分代谢调控途径中的关键的酶或基因,可以更清楚地揭示次生代谢的途径,并最终提高药用成分的含量。miRNA介导的对靶基因mRNA表达水平的调控是一种新发现基因转录后的精细调控机制,它广泛地参与了植物体生长发育和生理调节。这种基因沉默机制具有特异性、稳定性以及高效性等特点,将其开发成为一种新的基因沉默技术用于研究中草药有效成分的代谢调控具有巨大的潜在优势。 但植物内源性miRNA相关的研究尚处于起步阶段,本课题的主要任务就是以遗传背景清楚的模式植物为基础,研究内源性miRNA的生成及功能机制,探讨这种新的基因沉默机制的原理和应用的可行性。 本课题以miR166参与的模式植物的叶的发育为研究平台,系统地研究了HYL1蛋白参与的miR166的生成以及其所调控的叶的极性的发育,证实了HYL1蛋白通过控制miR166的生物合成间接地调控了植物的叶的发育；探讨了参与叶极性发育的miR166和参与细胞分裂的miR319的相互作用及其对叶发育的综合影响,初步证实了这两条途径通过激活异位的分生组织诱导了花器官相关结构在茎生叶中的异位形成。 通过模式植物的miRNA生成及功能机制的研究,本课题从技术开发的角度对构建人工的miRNA用于药用植物有效成分代谢调控的研究提出了实验设计的关键之处与难点,尝试性地设计了以miR166为模板构建人工miRNA的实验方案并作了系统性地分析,并分析了构建人工miRNA应用于药用植物有效成分代谢调控研究的可行性。