水稻miRNA160及miRNA167调控株型研究

摘要

miRNA是一类生物体内源性的、约21碱基长、不编码蛋白质的小RNA分子。在植物中，可通过调控重要转录因子的表达水平控制植株的生长发育。本研究以MIR160b、MIR167a超量表达T0代单拷贝植株为材料，利用生物信息学、表达量分析以及石蜡切片技术研究 miR160b、miR167a在水稻株型方面的调控作用，为MIR160、MIR167基因家族的功能提供依据。本研究获得的主要研究结果如下：
　　1.通过PCR的方法分别鉴定30株miRNAs超量表达T1代植株基因型。阳性植株为22株，阴性植株为9株，符合预期的3：1分离比。阳性植株均出现株型变化，而阴性植株与正常植株表型一致，确定了突变体材料在DNA水平上基因型与表型的共分离。
　　2.利用 miRNA stem-loop RT-PCR的方法，分别检测了 T1代超量表达植株中miR160b、miR167a的表达量。上述阳性植株各个组织中，miRNAs均呈现不同程度的提高，说明构建的超量表达载体确实实现了目标miRNAs在体内的超量表达。并且，miRNAs表达量上升的各植株均出现了株型变化，确定了超量表达材料在RNA水平上基因型与表型的共分离。
　　3.详细分析miRNAs超量表达植株表型变化。MIR160b超量表达植株分蘖角度增大1.2倍、结实率下降85.3%，MIR167a超量表达植株分蘖角度增大0.8倍、株高降低35.7%、有效分蘖减少44.9%、结实率下降79.6%。
　　4.通过生物信息学预测手段以及表达量分析实验，初步确定miR160b、miR167a的靶基因分别为ARF13、ARF12。这2个基因在超量表达植株各个组织中的表达量变化与miRNAs表达量呈反相关关系。
　　5.通过RT-PCR以及real-time PCR的方法，检测miRNAs超量表达植株中GH3.1、GH3.3、GH3.4、GH3.8、IAA21、LAZY1和PIN1共7个基因的表达量。结果显示，这7个基因在miRNA超量表达植株中表达量均出现不同程度的变化，初步确定这些基因参与miRNA对水稻株型的调控网络。

目录

声明

缩略名词表

1 前言

1.1 研究问题的由来

1.2 文献综述

1.2.1 miRNA：具有调节功能的非编码小RNA分子

1.2.2 miRNA与生长素

1.2.3 水稻株型研究进展

1.3 本研究目的和意义

2 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验方法

2.2.1 材料田间种植

2.2.2 转基因植株DNA抽提及阳性检测

2.2.3 RNA抽提及表达分析

2.2.4 石蜡切片

2.2.5 突变体材料共分离检测

3 结果与分析

3.1 MIR160、MIR167基因家族生物信息学分析

3.2 MIR160b、MIR167a超量表达植株的分子分析

3.2.1 PCR阳性检测

3.2.2 miR160b、miR167a表达水平分析

3.3 MIR160b、MIR167a超量表达植株表型分析

3.3.1 表型观察

3.3.2 石蜡切片

3.4 miR160b、miR167a靶基因预测及表达量分析

3.4.1 miR160b、miR167a靶基因预测

3.4.2 靶基因表达量分析

3.5 生长素相关基因表达量检测

3.6 ARF基因家族各成员突变体筛选

4 讨论

4.1 MIR160b、MIR167a超量表达植株共分离检测

4.2 miR160b、miR167a与生长素的关系

4.3 ARF基因家族成员分析

参考文献

致谢

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