大豆miR156s调控种子萌发活力的机制研究

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大豆是重要的粮食经济作物,能够提供油脂和蛋白,而在大豆成长发育的过程中,种子萌发对于提高大豆产量,从而提高我国大豆产业的竞争力至关重要。mi RNA(micro RNA)是一种小的非编码RNA(non-coding RNA,nc RNA),通常为20-24个核苷酸,通过序列互补性在转录后调节基因表达。mi R156(micro RNA156)是植物中最为保守的mi RNA之一,它的靶基因通常是SPL(squamosa promoter-binding protein like)转录因子。在我们前期研究中,注意到mi R156s对于调控大豆种子萌发非常重要。但是mi R156s调控大豆种子萌发活力的分子机制尚不清楚,因此,本实验将通过揭示mi R156s上游关键蛋白和下游关键靶基因调控网络,进而揭示mi R156s调控大豆种子萌发的分子机制。目前已取得以下结果:1.通过对大豆种子萌发过程进行转录组测序(RNA seq)和小RNA测序(Small RNA seq)及实时定量PCR(q PCR)实验,结果显示,在大豆种子萌发过程中mi R156s的水平显著增加,其靶基因SPL的水平显著降低。2.通过对拟南芥(Arabidopsis thalian)异位过表达大豆mi R156s及其靶基因RPSQ(LRR receptor kinase-like protein)发现,大豆mi R156f促进种子萌发,其靶基因RPSQ抑制种子萌发。3.盐、碱抑制mi R156s在种子萌发过程中的表达,同时抑制大豆种子萌发,表明mi R156s可能响应盐、碱及低温胁迫信号,进而调控种子萌发过程。4.EIL1(EIN3 like 1)和R3H(R3H and SUZ domain-containing protein)结合在mi R156d启动子区,同时,EIL1和R3H的水平受到盐信号的调控。因此,盐、碱这些外界的环境因素信号可能通过EIN3和R3H来调控mi R156s的转录水平,进而调控其下游RPSQ的表达,从而调控大豆种子萌发过程。本研究揭示了mi R156s调控大豆种子萌发活力的一个重要机制,为未来的全面阐述大豆种子萌发活力机制奠定了基础。
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