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mi RNA是一类在真核生物中发现的小型、非编码RNA,长度21-24nt,在进化和功能上保守。mi RNA能够通过碱基互补配对调节靶m RNA的表达,若配对完全则导致靶m RNA被切割,配对不完全则导致靶m RNA转录水平受到抑制。大量的研究表明,mi RNA在植物应对多种环境胁迫如干旱、盐碱和极端温度等过程中发挥重要作用。干旱是自然灾害中对农作物产量影响最大的环境因素,在我国,每年因干旱造成的作物产量减少多达5000吨,因此,更加有效的抗旱育种研究亟待开展。中间锦鸡儿(Caragana intermedia)系豆科、蝶形花亚科小型灌木,主要分布在我国山西、内蒙等西北、华北的干旱草原及荒漠地区。中间锦鸡儿是锦鸡儿属植物中分布最广、实用性最强的一个种,具有广泛的适应性和抗逆性,因此是研究植物抗旱机制的理想树种。mi R2118在植物中被筛选为抗旱相关基因,但其对抗旱的调节作用并未得到实验证明。我们以中间锦鸡儿实生苗为实验材料,研究了干旱对mi R2118及其目标基因表达水平的调控作用,并在烟草中过表达了mi R2118前体,分析了ci-mi R2118对烟草抗旱能力的影响。主要研究结果如下:(1)在中间锦鸡儿中预测并克隆了mi R2118的2个目标基因Ci DR1、Ci DR2全长,并对它们进行了生物信息学分析,发现它们都具有TIR、NBS和LRR结构域,同属于TIR型抗病基因。但因两个基因在细胞内所处位置不同进而亲缘关系较远。在它们的编码区内都有mi R2118的结合位点,表明它们可能会受到mi R2118的调控。(2)q RT-PCR结果显示,mi R2118及其目标基因在中间锦鸡儿幼年期协同表达,在成年期mi R2118与Ci DR1表达模式相反,与Ci DR2表达模式相近。mi R2118与2个目标基因Ci DR1和Ci DR2在中间锦鸡儿生长发育过程中皆有表达,可能参与生长发育和形态建成途径,且不同成员间在干旱胁迫条件下存在差异性表达。(3)干旱胁迫下,Ci DR1与Ci DR2表达量被诱导下调表达,表明Ci DR基因为干旱相关基因。干旱胁迫下,mi R2118对Ci DR1为负调控,模式符合“此消彼长”进一步证实Ci DR1为目标基因;而对Ci DR2全程正调控,我们推测Ci DR2可能是mi R2118的调整型目标基因,其表达受mi R2118调控使得Ci DR2编码的蛋白在不同细胞中表达水平能够均匀。(4)检测过表达mi R2118的烟草中ci-mi R2118表达水平发现,烟草中ci-mi R2118表达量有着极大的升高,其中茎中升高量最多,达野生型的150倍。干旱处理后发现,转基因烟草失水速度变慢、保水能力得到提升,而这种提升与mi R2118的表达量呈正相关,说明过表达mi R2118能够增强植物保水能力。(5)过表达mi R2118的烟草表型有很大的改变,表现在:茎木质部细胞层数增加、细胞致密、直径增大、根数增多、根长缩短、根直径增粗。该结果说明ci-mi R2118能够影响植物正常形态建成,可能是生长发育相关基因,为深入研究该基因功能奠定了良好的基础。综上所示,mi R2118及其目标基因能够通过调整自身表达量帮助植物适应干旱,在植物干旱胁迫中应答中起到重要作用。过表达ci-mi R2118除能提高植物抗干旱能力外还能够改变植物表型,推测其可能也是生长发育相关基因。