芥菜型油菜耐旱相关miRNA的挖掘及功能研究

　　

摘要： 贵州由于喀斯特地貌影响在极端天气来临时更易遭受干旱，对油菜生产构成严重威胁。与甘蓝型油菜(Brassica napus)相比，芥菜型油菜(Brassica juncea)在生产上更加耐旱。因此，挖掘其耐旱相关基因并解析其分子功能，对于提高油菜的抗逆性和产量具有重要意义。已有研究表明，microRNA (miRNA)在植物响应干旱胁迫中发挥关键调控作用，但在芥菜型油菜中的研究仍较为有限。本研究以2份极端干旱响应芥菜型油菜材料(G160和G170)为对象，结合small RNA (sRNA)测序和分子功能试验，对干旱胁迫下的miRNA及其靶基因进行预测与功能分析。共鉴定出44个已知及新型干旱响应miRNA； 通过RT-qPCR验证其中8个miRNA在干旱胁迫下的动态表达模式时发现，在耐旱材料G170中，基因的表达水平低于敏感材料G160。靶基因预测结果显示，部分靶基因参与干旱响应(ATHBs、PCL5等)以及ABA信号通路(AHA1、CAR9等)。进一步在甘蓝型油菜中异源过表达BjuMIR9552a，干旱复水试验及生理生化指标测定结果表明，转基因植株较野生型表现出更低的耐旱性；RT-qPCR检测显示，转基因株系中AHA家族基因的表达显著下调，提示BjuMIR9552a可能通过靶向AHA家族基因负调控油菜抗旱性。本研究共鉴定出8个可能作为干旱胁迫抑制因子的miRNA，过表达BjuMIR9552a可降低油菜抗旱性并下调AHA家族基因表达。上述结果为深入解析芥菜型油菜中miRNA介导的干旱响应调控网络提供了新的理论依据。