miRNA在植物抗逆方面的研究进展

作者:杨珊珊;陈冠良;姚建春; 刊名:种子科技 上传者:程恩富

【摘要】miRNA是在真核生物中发现的一类内源性、具有调控功能的非编码RNA,miRNA又有很多的家族,研究发现miRNA部分家族中的部分序列可在逆境条件下受到诱导,调控靶细胞产生应答,从而抵御逆境。从植物miRNA合成和作用机制、miRNA在植物抗逆方面的应用以及对miRNA未来发展趋势的展望方面,对miRNA进行了综述。

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文章编号: 1005-2690(2019)04-0154-01 中图分类号: Q945.78 文献标志码: A miRNA 在植物抗逆方面的研究进展 杨珊珊 1,陈冠良 1,姚建春 2 (1.河北农业大学生命科学学院,河北 保定 071000;2.北京市丰台区种子管理站,北京 100070) 摘 要:miRNA 是在真核生物中发现的一类内源性、具有调控功能的非编码 RNA,miRNA 又有很多的家族,研究发现 miRNA 部分家族中的部分序列可在逆境条件下受到诱导,调控靶细胞产生应答,从而抵御逆境。从植物 miRNA 合成和作用机制、miRNA 在植物抗逆方面的应用以及对 miRNA 未来发展趋势的展望方面,对 miRNA 进行了综述。 关键词:miRNA;植物;抗逆性;研究 miRNA 是非编码的单链小分子 RNA,在动植物中参与转录后基因表达调控,既可以一个 miRNA 分子控制多个基因的表达,也可以多个 miRNA 分子控制一个基因的表达。第一个被确认的 miRNA 是在线虫中首次发现的 lin-4 和let-7[1]。 1 植物 miRNA合成和作用机制 1.1 植物 miRNA合成 植物中 miRNA 的合成是在细胞核中完成的。首先,细胞核中编码 miRNA 的基因在 RNA 聚合酶Ⅱ的作用下转录形成初级转录物,然后在 DCL1 酶的作用下形成 miRNA 前体 pre-mi RNA。DCL1 继续作用于 pre-mi RNA 而形成双链 mi RNA;最后,双链 miRNA 在 miRNA 甲基转移酶的作用下,使 3' 端最后一个核苷酸发生甲基化修饰[2]。 1.2 植物 miRNA作用机理 miRNA 可以指导 miRNA 沉默复合体在转录后的表达,表达形式为降解或抑制,在植物中,如果 mRNA 能够与 mi R-NA 完全互补,mRNA 就会被降解。在 20 世纪 90 年代初,研究者发现 miRNA 与 RNA 的沉默现象有关,植物中 miRNA 与靶 mRNA 的结合位点不在 3’非编码区,并且这种结合完全互补,致使靶 mRNA 降解,从而引发了基因沉默,而这种机制在植物的多种生理活动中起调节作用。近年来发现,miRNA 也可以作用于 mRNA 的编码区,直接调节基因的翻译过程,而且在不同物种中,靶位点也不具有保守性[3]。 2 miRNA在植物抗逆方面的应用 2.1 抗旱性与 miRNA 干旱是植物生长过程中受到的逆境之一,研究人员在对大豆干旱逆境下内参基因筛选的试验中发现,在大豆根和叶中,用于成熟 miRNA 定量的最合适的内部参考基因分别是 mi R165a 和 mi R167a。前体 miRNA 和靶基因 mRNA 最合适的单个内部参考基因是 Fbox、Act111,最合适的内参基因组合分别为 Act111 与 Fbox、Act11 与 EF1A[4],这不仅提供了更多的内参基因,而且有利于研究者发掘更多具有抗旱性的 mi RNA。 2.2 抗寒性与 miRNA 最近研究表明,miRNA 某些部分的表达具有抗寒性。为了提高小麦作物的抗寒性,人们通常采用喷施营养剂、赤磷造雾增温等传统措施来防御寒害[5]。研究人员发现了两个与小麦冷胁迫相关的 mi R1132 和 mi R1121 候选基因,这些基因可能参与冷应激反应基因的调控,这为今后生物抗 寒的研究提供了材料。 2.3 抗病性与 miRNA 植物病害危及全球,植物病毒的抗药性使得病害蔓延迅速。研究者发现,水稻 RGA1 在抗病初期下调表达,mi RNA 微阵列分析表明

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