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microRNA(miRNA)是一类非编码、内源性的单链小分子量RNA,长度约为21~25 nt(少数<20 nt),广泛存在于真核生物中,在进化上高度保守。近年的研究表明,miRNA不仅参与了动植物发育的调控,也参与了外源环境胁迫下的基因表达调控。这使人们重新认识了iRNA在植物生理中的功能,也为抗逆植株的培育提供了新的思路,生物及非生物胁迫下参与响应的miRNA及其在逆境胁迫过程中的调控机制成为了新的研究热点。本实验以模式植物拟南芥为研究材料,利用半定量RT-PCR技术检测了拟南芥部分抗逆相关miRNA基因在SO2胁迫下的表达变化,检测了6h、24 h、48 h和72h后miRNA基因的表达水平,对参与胁迫响应miRNA的启动子序列进行了分析。结合前期拟南芥基因表达谱芯片分析结果,对miRNA在SO2胁迫过程中可能起到的调控作用进行了分析。 本研究主要内容包括:⑴通过RT-PCR技术检测了7个miRNA基因在SO2胁迫时的时序性表达模式,其中除MIR398a和MIR398c表达量下调外,其余5个miRNA基因表达上调,且不同miRNA表达差异明显。⑵通过分析胁迫响应miRNA基因上游1000 bp序列,发现这些区域中存在多个胁迫响应元件,包括MBS(干旱诱导)、TCA(水杨酸响应元件)、HSEs(热激响应元件)、LTRs(低温响应元件)、TC rich repeats(防御及胁迫响应元件)等元件。胁迫响应元件的存在说明miRNA可能参与了相应的逆境胁迫,表明SO2胁迫可能与其它逆境胁迫存在某些共同的通路。⑶SO2胁迫可以诱导植物氧化胁迫,RT-PCR检测了与ROS代谢相关的miR398基因和靶基因的表达水平。结果表明,MIR398a和MIR398c表达量显著下降,而CSD1和CSD2表达量上升,且靶基因转录水平的上升滞后于miRNA基因转录水平的变化,可见miR398通过对靶基因CSD1和CSD2的负调控参与了植株的逆境生理过程。⑷构建了35S驱动的MIR398a过表达载体,农杆菌介导浸花法转化拟南芥,卡那霉素筛选获得转基因株系3个,PCR均扩增出了MIR398a+Nos序列,表明转基因株系均为阳性。转MIR398a拟南芥与野生型拟南芥的表型无明显差异。