大豆抗逆相关miR169c及其靶位点GmNFYA3和miR394a的功能研究

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大豆是我国主要的油料经济作物,由于我国大豆产量及含油量低、易受干旱和盐碱等非生物胁迫影响等特点,我国每年需要进口六千万吨以上才能满足需求。因此培育高产、优质、抗逆大豆新品种是我国大豆产业亟待解决的重大问题。研究表明,植物miRNA在应答非生物胁迫中具有重要的作用。因此,大豆抗逆miRNA的功能研究对阐明其抗逆机理及其调控网络、培育高产、优质、抗逆大豆新品种具有较高的科学意义及应用价值。本研究分析了大豆gma-miR169c基因及其靶位点GmNFYA3和gma-miR394a基因在干旱胁迫中的生物学功能,旨在解释大豆抗旱抗逆机理及其调控网络,为大豆的抗逆研究及新品种培育提理论基础。1、本研究克隆了一个大豆gma-miR169c基因的GmNFYA3靶位点,它编码NF-Y复合物中的NF-YA亚基。Real time RT-PCR分析表明GmNFYA3受脱落酸(ABA)和非生物胁迫,如PEG,NaCl和冷诱导。亚细胞定位分析表明GmNFYA3可能在细胞核中激活它特异的靶位点。GUS组织化学染色分析表明在转基因拟南芥的不同组织中GmNFYA3启动子驱动的GUS基因均有表达。烟草共注射和5’ RACE实验表明miR169在体内直接切割GmNFYA3mRNA。在拟南芥中,过表达GmNFYA3减少叶片水分丧失且增强转基因拟南芥的干旱忍耐能力。另外,转基因拟南芥表现出增加对高盐和外源ABA的敏感性。而且,在正常条件下,相比野生型对照,过表达GmNFYA3株系中ABA代谢(ABA1,ABA2),ABA信号(ABI1,ABI2)和胁迫应答基因包括RD29A和CBF3的转录水平显著提高。这些结果表明,GmNFYA3靶位点是一个干旱胁迫忍耐的正调控子。2、本研究分析了大豆gma-MIR394a基因的功能,特别是它在干旱胁迫忍耐中的作用。表达模式分析表明在大豆各种组织中gma-MIR394a的表达不同且在叶片中gma-MIR394a的表达受干旱、高盐、低温和ABA处理诱导。预测了一个gma-MIR394a靶mRNAGlyma08g11030,并通过修饰的5’ RLM-RACE实验进行了验证。过表达gma-MIR394a减少叶片水分丧失且增强转基因拟南芥的干旱忍耐能力。而且,在拟南芥中过表达gma-MIR394a减少一个包含miR394a互补位点的拟南芥F-box基因(At1g27340)的转录水平。这些结果表明,gma-MIR394a基因在干旱胁迫忍耐中具有正调控功能。
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