抗性相关大豆miRNA的克隆和表达特征分析

论文摘要

microRNA(miRNA)是一类结构相当保守、长度约为21个核苷酸的内源单链非编码RNA,可通过调控细胞中与某信号转导途径相关mRNA,指导靶基因的切割或降低靶基因的翻译,在转录后水平抑制植物基因表达,从而影响植物形态发生、发育过程、适应环境的能力和激素信号传导等,是一种新的基因调控模式。从2002年证实miRNA在植物中的存在以来,关于植物miRNA的研究进展异常迅速,短短几年内就已发现了200多种。植物在进化过程中为了适应各种环境产生了复杂的适应机制,体现在分子水平上主要通过转录水平和转录后水平调控众多相关基因的表达来抵抗各种环境胁迫。如机械力、干旱、盐碱、低温等非生物胁迫在转录或转录后调控植物特定基因的表达,这些基因的表达反过来又赋予植物抗逆性。面对我国大豆生产普遍存在严重影响大豆产量和品质(盐、旱、病虫等)等关键问题,本研究将利用我国优异的大豆种质资源,发掘与抗逆相关的miRNA,鉴定miRNA调控靶基因的调节模式及所参与的信号通路。研究这些miRNA对抗逆的影响,将构建我国大豆抗逆miRNA研究的技术平台,为大豆的遗传改良、基因发掘提供理论基础和技术支撑,填补大豆miRNA研究的空白。本文通过检索大豆miRNA数据库,获得通过生物信息学方法预测的大豆miRNA序列,通过克隆、测序的方法获得了已预测的11条miRNA的成熟序列。根据miRNA与mRNA互补的特性,以miRNA成熟序列为关键词搜索miRNA的靶基因,通过10次测序验证了miRNA157靶基因的切割方式。克隆了miR160的启动子,分析miRNA160基因上游顺式作用元件,发现与miRNA160作用靶标激素应答因子(auxin response factor,ARF)相对应的激素响应元件及与其他逆境相关的响应元件,说明miRNA160与逆境胁迫相关。最后,通过Northern杂交,确定了不同的miRNA在胁迫条件下的表达规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 关于miRNA
• 1.2 本研究的目的和意义
• 第二章 大豆miRNA成熟序列的克隆
• 2.1 材料的准备
• 2.2 miRNA的克隆
• 第三章 靶基因的预测及切割分析
• 3.1 靶基因预测
• 3.2 靶基因切割分析
• 第四章 启动子克隆
• 4.1 原理和背景
• 4.2 步骤和方法
• 第五章 表达特征分析
• 5.1 材料的准备
• 5.2 Northern杂交流程
• 第六章 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介