水稻miR393與靶基因的精細表達模式及其在Auxin反應通路中的作用.pdf

1、miR393是水稻中5大保守miRNA家族成員之一，通過調控編碼生長素受體基因TIR1及AFB2表達影響Auxin信號通路，因此在植物的生長發(fā)育與逆境脅迫等方面發(fā)揮重要的調控功能。然而，水稻miR393與其靶基因相互作用的精細時空特征尚不清楚。在本課題中我們主要利用啟動子分析及表達變化轉基因株系，運用環(huán)氧樹脂切片技術研究水稻miR393a、TIR1和DR5在根和胚芽鞘組織的精細表達模式，并利用過量和抑制miR393表達的轉基因株系對Au

2、xin反應通路中相關基因家族轉錄水平進行檢測和分析。獲得的主要結果如下:
　　1、miR393及其靶基因在根和胚芽鞘中的精細空間表達特征
　　通過對啟動子株系的GUS染色及環(huán)氧樹脂切片，結果顯示在側根形成過程中，miR393a主要在側根基部的中柱組織、中柱鞘細胞以及內皮層表達;而靶基因TIR1在側根的這些部位并不表達，卻在側根基部與側根尖端之間的組織中強表達，呈現與miR393a表達的空間互補特征。主根根尖的切片結果顯示，T

3、IR1在除根尖外和表皮以外的皮層和中柱組織區(qū)域表達，而miR393a在根尖區(qū)域不表達。以上實驗結果表明在主根和側根組織中miR393a和靶基因TIR1的表達區(qū)域并不重疊，具有明顯的空間互補特征。
　　miR393a在胚芽鞘尖端強表達，而TIR1在胚芽鞘中并不表達，呈現出與主根中相反的表達特征。
　　此外，檢測生長素反應的DR5活性在側根基部的中柱組織、中柱鞘細胞、內皮層、側根尖端、主根的中柱組織以及胚芽鞘尖端都很強烈，說明水

4、稻miR393a與靶基因TIR1的轉錄活性部位位于Auxin反應強烈的區(qū)域內，與Auxin反應密切相關。利用miR393a抑制表達的MIM393株系進行DR5活性觀察，發(fā)現在MIM393株系的側根形成過程及主根的不同區(qū)段，Auxin反應增強，說明抑制miR393a對靶基因的剪切作用能增強側根及主根的Auxin反應。
　　2、Auxin反應相關基因家族的表達模式
　　我們運用qRT-PCR實驗技術檢測正常萌發(fā)2天的水稻幼苗各組

5、織中Auxin反應相關基因的表達模式。結果顯示:1）生長素合成相關的YUC家族主要在胚芽鞘、幼葉及根中強表達，胚芽鞘中YUC2表達量最高，幼葉及根中YUC6表達量最高。2）生長素運輸相關的LAX家族在胚芽鞘，根以及幼嫩葉片中強表達，并且表達量最高的為LAX5。3）生長素分解相關的GH3家族主要在胚芽鞘中強表達，其中GH12表達量最高。4)IAA家族主要在胚芽鞘及根中表達，其中IAA11、IAA12、IAA14、IAA16和IAA31在胚

6、芽鞘中強表達;IAA23在根中表達量最高。5) ARF家族主要在胚芽鞘及根中表達，其中ARF6、ARF10、ARF16及ARF21在胚芽鞘中強表達;ARF7A在根中表達量最高。上述結果表明，涉及Auxin合成、運輸、分解及下游的ARF反應基因在胚芽鞘以及幼根中表達活躍。
　　3、OsmiR393表達水平對Auxin反應相關基因家族表達的影響
　　通過檢測過表達MIR393(OE)株系及抑制MIR393(MIM393)株系胚芽

7、鞘與根中Auxin途徑各基因家族的表達情況，主要發(fā)現miR393促進胚芽鞘中Auxin合成相關基因YUC1、YUC2、YUC3和YUC4以及生長素分解相關基因GH3-5和GH-12的顯著上調，而生長素運輸相關基因LAX1、LAX2和LAX3的顯著下調。而在幼根中,miR393最明顯的作用是引起生長素運輸相關基因的極顯著下調。
　　綜上所述，水稻miR393a與靶基因TIR1表達位點具有精細的空間特異性，miR393能影響涉及Aux