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      非編碼小分子RNA JcmiR172調(diào)控能源植物小桐子的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)

      發(fā)布時(shí)間:2018-10-31
      來(lái)源:科技外事處

        植物microRNA (miRNA) 是一類長(zhǎng)約20~25 個(gè)核苷酸組成的單鏈非編碼小分子RNA,可通過(guò)與靶基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合,誘導(dǎo)靶基因mRNA 被剪切或抑制其蛋白質(zhì)翻譯導(dǎo)致靶基因沉默,可在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育和對(duì)環(huán)境的響應(yīng)以及與其它生物的相互作用。在擬南芥等模式植物中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了包括年齡途徑在內(nèi)的五條調(diào)控開花的路徑。miRNA172是調(diào)控植物開花的年齡途徑中的關(guān)鍵因子,主要調(diào)控植物從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變;但是miRNA172在多年生木本植物中的功能缺乏系統(tǒng)的解析。 

        版納植物園能源植物分子育種研究組的助理研究員唐明勇博士及其合作者在徐增富研究員的指導(dǎo)下,對(duì)多年生木本油料能源植物小桐子中的小分子RNA miRNA172 (JcmiR172a)的功能進(jìn)行了系統(tǒng)分析。研究結(jié)果顯示超量表JcmiR172a的擬南芥和小桐子營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期明顯縮短,出現(xiàn)早花現(xiàn)象;同時(shí)它們的花器官均有明顯的缺失,JcmiR172a轉(zhuǎn)基因擬南芥中主要是花萼和花瓣缺失,而轉(zhuǎn)基因小桐子的每輪花器官均有缺失。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因小桐子花序分生組織決定基因JcSOC1 JcSEP2的表達(dá)量大幅上升,但花器官發(fā)育相關(guān)基因JcAP2, JcAP3, JcAG, JcSEP1 JcSEP3的表達(dá)量顯著降低。轉(zhuǎn)基因小桐子的果實(shí)變長(zhǎng),種子發(fā)育不正常,表現(xiàn)為部分種子敗育,成熟種子變大,但種子重量和含油率均降低。特別值得關(guān)注的發(fā)現(xiàn)是超量表達(dá)JcmiR172a的小桐子木質(zhì)部明顯加厚,但是細(xì)胞體積變小,細(xì)胞密度增大,表明JcmiR172 通過(guò)增加木質(zhì)部的細(xì)胞數(shù)量增大木質(zhì)部的厚度。同時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因小桐子的木質(zhì)素和纖維素生物合成相關(guān)基因JcCAD6, JcCCoAOMT, JcCesA1, JcCesA3, JcCesA4, JcCesA7JcCesA8的表達(dá)量明顯上升。該研究報(bào)道的JcmiR172促進(jìn)小桐子木質(zhì)部發(fā)育是植物小分子RNA miR172的新功能,值得進(jìn)一步的研究探討。 

        上述研究結(jié)果以miR172 Regulates both Vegetative and Reproductive Development in the Perennial Woody PlantJatropha curcas 為題,在線發(fā)表于國(guó)際植物科學(xué)期刊Plant and Cell Physiology

      超量表達(dá)JcmiR172的轉(zhuǎn)基因小桐子葉裂消失、木質(zhì)部變厚、韌皮部和髓減少

      本文作者:唐明勇,徐增富

      責(zé)任編輯:張維靜_151c53
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