论文部分内容阅读
miR164是植物中一个较为保守的miRNA家族,在拟南芥中有三个拷贝,能够通过调节靶基因NAC转录因子家族基因表达,进而调控胚胎细胞、营养器官和花器官的发育。研究发现miR164在番茄果实中大量表达,推测miR164可能对番茄果实发育具有重要的调控作用。迄今为止没有发现关于番茄miR164与果实发育相关的研究报道,因此克隆番茄miR164的前体且研究其与果实发育成熟的关系显的尤为重要。为了研究miR164在番茄果实发育及成熟过程中的功能,本研究克隆了番茄miR164的前体及其靶基因NAM,构建超表达载体并转化番茄。获得主要研究结果如下:(1)miR164的前体序列(pre-miR164)的分离与鉴定:根据miR164所在基因组的序列设计引物,克隆miR164的前体序列(pre-miR164)约500bp,生物信息学分析表明此序列可形成稳定的茎环结构。(2)miR164的表达模式分析:定量PCR分析miR164(pre-miR164)在番茄根、茎、叶、花和果实中的表达模式,结果表明miR164在各个组织中均有表达,其中在茎和果实中表达量最高。(3)miR164靶基因NAM的克隆及剪切位点突变:在番茄EST数据库中寻找靶基因NAM,设计引物,克隆得到1,315bp的片段,5′RACE结果显示miR164在第10个碱基处对NAM mRNA进行特异性剪切,从而确定NAM是miR164的靶基因;利用大引物突变法,对剪切位点的4个碱基进行了突变。(4)靶基因NAM表达模式分析:定量PCR分析NAM在番茄根、茎、叶、花和果实中的表达模式,结果表明NAM在各个组织中均有较强表达,其中在茎中表达量最高。(5)转基因植株表型分析:miR164超表达植株,在果实发育过程中花瓣不能正常脱落,且形成无籽果实。miR164共抑制和NAM超表达植株,萼片肥厚、融合,不能形成正常的花器官,果实无籽。NAM-M超表达植株,植株矮小、萼片肥厚、不能正常开花,果实无籽。(6)控制花器官形成关键基因表达情况分析:miR164超表达植株中,MADS-box家族关键基因AP1,AP3,TPI,TAG,TM6表达量均降低,而在NAM超表达植株中表达增强。(7)NAC转录因子下游基因的表达分析:miR164超表达植株中,KNOX、PTS、CUC2-LIKE、DBP和PDBP基因表达水平降低,而在NAM超表达植株中表达量增强。综上所述,miR164通过影响番茄花的形态建成及果实发育,在番茄花器官形成和果实发育过程中发挥着重要的作用。