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microRNA (miRNA)是一类不编码蛋白质的内源小分子RNA,它能够通过调控基因转录后的表达来发挥其功能。本实验室通过高通量测序在棉花中发现了一个新的microRNA,将其命名为miRNVL5 (novel miRNA 5)。之后我们用生物信息学的方法预测了它的靶基因(TC113069),并将它命名为GhCHR(cysteine and histidine rich)。我们用5’RACE的方法验证了miRNVL5对GhCHR的切割降解,鉴定了靶基因GhCHR的功能。GhCHR编码的氨基酸序列富含半胱氨酸(含量为9.6%)和组氨酸(7.4%),同时含有3个PHD类型的锌指结构和2个C1结构域。研究表明,这类含有PHD类型锌指结构的蛋白通常与基因表达的调控有关,且在增强植物抗逆性方面发挥着重要的作用。到目前为止,PHD类型锌指蛋白的结构与功能在植物中的功能尚不清楚。本文克隆了棉花miRNVL5的前体序列,靶基因GhCHR及靶基因点突变GhmCHR的基因全长,并异源转入拟南芥。对miRNVL5前体、成熟片段及其靶基因GhCHR在棉花发育的不同时期、不同器官中以及不同胁迫条件下的表达进行了分析。初步研究了miRNVL5及GhCHR的时空表达模式以及对盐胁迫响应的模式。研究表明,miRNVL5和GhCHR的表达具有组织特异性,miRNVL5表达丰度在棉花胚珠和纤维发育后期较其它器官(根、子叶、下胚轴和花瓣)低,而GhCHR的表达则正好相反,这也间接的证明了miRNVL5对靶基因GhCHR的切割关系；荧光定量PCR方法分析盐胁迫条件下相关基因的表达情况,发现miRNVL5表达量下调,而GhCHR上调,在其他非生物胁迫(ABA、干旱和低温)下两者的表达量均无明显变化。对转基因植株的盐胁迫耐性研究发现,35S::MIRNVL5转基因植株对100和150 mMNaCl处理反应敏感,35S::GhCHR和35S::GhmCHR对盐胁迫不敏感,主要表现在种子萌发和主根伸长上。本文进一步测定了NaCl处理后35S::MIRNVL5和35S::GhCHR转基因植株中RD22. RD29A和KIN1基因的表达,发现与WT相比,上述基因在35S::MIRNVL5植株中上调,在35S::GhCHR植株中下调。此外,35S::MIRNVL5,35S:.GhCHR和35S::GhmCHR转基因植株对ABA处理不敏感。上述结果表明,miRNVL5及其靶基因GhCHR参与了不依赖ABA信号途径的盐胁迫反应。为了研究miRNVL5过表达对其它基因的表达反应,我们以拟南芥35S::MIRNVL5为材料,构建了四个基因表达文库,即正常生长条件下,35S::MIRNVL5转基因拟南芥(0-miR5)与野生型拟南芥(0-col-0)基因表达文库和200 mM NaCl处理1h条件下,35S::MIRNVL5转基因拟南芥(200-miR5)与野生型拟南芥(200-col-0)基因表达文库,对其进行了芯片表达分析。结果显示：在正常生长条件下,35S::MIRNVL5转基因植株与野生型植株相比共检测到945差异表达基因,其中表达上调的有508个,表达下调的有437个；200 mM NaCl处理1h的条件下,35S::MRNVL5转基因植株与野生型植株相比共检测到1579个差异表达基因,其中表达上调的有734个,表达下调的有845个。相比于正常生长条件(0 mM NaCl),当用200mM的NaCl处理时,野生型植株体内引起了4566个基因发生差异表达(其中表达上调的有2427个,表达下调的有2139个),而转基因植株体内有4532个基因发生差异表达,其中表达上调的有2287个,表达下调的有2245个。我们又对芯片数据进行了GO和KEGG分析,GO结果显示：棉花miRNVL5异源转化拟南芥后引起了部分基因发生差异性表达,其中38.8%的基因参与转录调控,14%的基因能够响应逆境胁迫,7.4%的基因参与生物合成途径,5%的基因参与物质运输途径,1.7%的基因参与代谢途径；当用200 mM的NaCl处理时,转基因植株与野生型相比,差异表达的基因中响应逆境胁迫的基因占34.2%,参与转录调控的基因占26.9%,参与植物生长与物质运输的基因各占6.2%,参与代谢途径的基因占3.8%,参与生物合成的基因占3.1%；KEGG结果显示：棉花miRNVL5异源转化拟南芥引起的差异表达基因中,40%的基因参与次生代谢产物的生物合成,17.5%的基因能参与植物激素信号转导,10%的基因参与柠檬烯和蒎烯降解途径等；当用200 mM的NaCl处理时,转基因植株与野生型相比,差异表达的基因中参与次生代谢产物的生物合成的基因占54.5%,参与植物与病原菌相互作用的基因占15.2%等。