【摘 要】
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盐胁迫的植物利用包括转录后调控网络在内的多种基因调控机制来恢复细胞稳态,达到盐适应性,其中micro RNAs（Mi RNAs）起着核心作用。本实验室前期工作发现与水稻耐盐胁迫相关的miR172a/b,找到了与其共同参与适应盐过程的下游靶基因IDS1,并且发现二者作为一个调控模块,形成了复杂又精妙的耐盐调控网络。本研究进一步探索了miR172/IDS1信号模块在谷类作物耐盐适应性的作用机制,对其进
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盐胁迫的植物利用包括转录后调控网络在内的多种基因调控机制来恢复细胞稳态,达到盐适应性,其中micro RNAs（Mi RNAs）起着核心作用。本实验室前期工作发现与水稻耐盐胁迫相关的miR172a/b,找到了与其共同参与适应盐过程的下游靶基因IDS1,并且发现二者作为一个调控模块,形成了复杂又精妙的耐盐调控网络。本研究进一步探索了miR172/IDS1信号模块在谷类作物耐盐适应性的作用机制,对其进行了细化。主要结果如下:1.本研究通过CRISPR/Cas9敲除策略,构建了172b-KO/ids1-KO双突变体的水稻植株,进一步从遗传上证明IDS1是miR172的下游靶标。2.通过对野生型NIP、172b-KO和172a-OE盐处理材料进行转录组分析,GO注释以及热图分析,发现了盐胁迫后水稻根组织中与miR172相关的APX,CAT和GPX等活性氧（ROS）清除基因,表明了miR172是一个重要的调节分子,影响多条盐反应信号通路,可能参与氧化还原稳态和损伤修复反应的调节。3.采用qRT-PCR方法检测了NIP、172b-KO和ids1-1三种盐处理材料的ROS清除基因的表达水平,分析了ROS清除基因的2.5 kb启动子序列,并通过Ch IP-seq分析、Ch IP-q PCR试验以及本氏烟草瞬时转录活性测定实验,发现miR172控制的IDS1可以直接与一组清除ROS基因的启动子区域结合并抑制其转录,从而靶向并抑制其表达,使miR172/IDS1模块在盐胁迫下与氧化还原解毒系统之间建立明确的联系。4.采用H2DCF-DA染色法测定了盐处理前后不同遗传材料根尖中的ROS水平,发现ROS的积累受到miR172/IDS1的影响;ROS抑制实验表明有效地消除这种有毒ROS积累可能会缓冲植物活组织受到的伤害,提高耐盐性。得出结论miR172/IDS1模块在高盐环境下对ROS的清除和氧化还原动态平衡的重建起着关键作用,进一步促进了水稻的耐盐性。5.同样地,对小麦品种科农199,以及转基因的小麦植株Ta172-OE耐盐性和氧化还原状态进行分析表明,与水稻相似,miR172/IDS1-APXs/CATS/GPXs-氧化还原稳态信号通路在平衡小麦作物的氧化还原稳态方面起到关键的分子变阻器作用。
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