利用短串联靶标模拟技术对大豆和百脉根miR167的功能进行初步探究

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大豆(Glycine max)是世界上最重要的经济作物之一,是人类食用油和植物蛋白的主要来源,在全球范围内被广泛种植,尤其是在我国农业生产中扮演着十分重要的角色。但由于我国的特殊地理环境使得大豆的产量和含油量都不高,且易受到高温、干旱和盐等逆境胁迫的影响,我国大豆产业面临着巨大挑战。因此探究影响大豆逆境胁迫响应的分子机制,培育高产抗逆的大豆新品种,对我国大豆产业的发展具有重要的指导意义。miRNAs(Micro RNAs)是一种内源性非编码RNA,长度约为20-24 nt,在植物中主要通过介导转录后基因沉默负调控基因表达。植物mi RNA参与多个生物学过程,并扮演着非常重要的角色。大豆中含有大量mi RNA,但目前在大豆中对mi RNA的功能探究仍然十分缺乏。利用短串联靶标模拟(STTM,Short Tandem Target Mimic)技术对大豆中的mi RNA进行敲除,获得了一系列稳定遗传转化的mi RNA敲除突变体,在证明短串联靶标模拟技术在大豆稳定遗传转化中高效可行的基础上,对mi R167在大豆中的功能进行了初步探究,我们发现该小分子RNA在调控大豆干旱胁迫响应方面具有十分重要的作用。对野生型植株进行干旱处理,发现干旱胁迫能抑制Gmmi R167的表达,对Gm STTM167转基因植株进行干旱处理,同时检测大豆叶片的叶绿素含量和相对含水量,发现Gm STTM167转基因植株的叶绿素含量和相对含水量更高,Gm STTM167转基因植株的抗旱能力更强。因此,Gmmi R167负调控大豆干旱胁迫的响应。百脉根(Lotus japonicus)是一种优良的豆科牧草,在国内外广泛种植,它不仅具有很高的营养价值,而且在共生固氮以及水土保持方面也发挥着重要作用。和大豆基因组为古四倍体不同,百脉根的基因组为二倍体,是豆科植物研究的模式植物。我们在百脉根中同样利用STTM技术对mi R167进行敲除,并获得了稳定遗传转化的mi R167敲除突变体,为后续功能的探究奠定了基础。综上所述,本课题利用STTM技术对大豆中的mi RNA进行了敲除,一方面证明STTM技术在大豆稳定遗传转化中高效可行,另一方面,通过利用STTM技术获得的mi R167敲除突变体,对mi R167的功能进行了初步探究,同时,为了探究mi R167在大豆和百脉根中功能的保守性,进一步获得了百脉根Lj STTM167的稳定遗传转化材料,该工作为后续在大豆和百脉根中深入探究mi RNA的功能奠定了良好的基础。
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