水稻miR156基因克隆及其功能初步分析

水稻miR156基因克隆及其功能初步分析

miRNA(microRNA)是一类能够调控基因表达却不编码蛋白质、长度约21nt的小RNA。它通过与靶基因RNA分子互补配对来识别并指导靶基因的切割或抑制靶基因的翻译,从而调节真核生物生长发育。

miRl56是一个十分保守的植物miRNA,水稻中有12个成员(miR156a-1),分布在水稻第1、2、4、5、6、8和9条染色体上。为了探索miR156在水稻病毒致病和水稻生长发育过程中的功能,本研究首先克隆了水稻miR156基因,并采用pCAMBIA1300载体质粒,构建miR156的超表达载体；同时采用over-lapping PCR技术,以水稻基因组中IPS1基因序列为骨架,构建了抑制miRl56功能的植物转化载体,然后通过农杆菌介导法遗传转化水稻愈伤组织,并获得转基因水稻植株。

分子鉴定显示所转外源目的基因已稳定地整合到转基因水稻染色体中并在转基因植株中高水平表达。与对照相比,过量表达miR156的转基因植株在T0代即表现出植株明显矮缩,分蘖增加,开花延迟,结实率极低或不结实等表型。

过量表达miRl56的转基因水稻种子小,内颖有较长的芒,且脊线处无颖毛,发芽较慢,芽的生长很慢等异常性状。通过半薄切片观察发现过量表达miRl 56b水稻植株整体发育程度低于对照植株。

通过qRT-PCR分析发现,在过量表达miR156b的转基因水稻植株中,miR156b的靶基因SPL (squamosa promoter-binding-like)家族成员的表达量受到不同程度的影响,同时水稻体内其它一些miRNA的表达量也受到影响,譬如miR164和miRl72的表达量下调。这些研究为深入分析水稻miR156在水稻生长发育过程和水稻病毒致病过程中的功能打下了基础。