受松—楊柵銹菌侵染的楊樹miRNA表達特征及其調控作用
發(fā)布時間：2020-12-29 14:59
楊樹葉銹病是由落葉松-楊柵銹菌（Melampsora larici-populina）引起的非常嚴重的一種楊樹病害,在世界范圍內造成重大損失。micro RNA（miRNA）是一類長2024 nt的小分子單鏈非編碼RNA,能在轉錄后水平調節(jié)植物的生長發(fā)育、細胞分化、新陳代謝及響應生物和非生物脅迫等過程。楊樹作為重要的的模式樹種,對于miRNA的研究已經非常深入。國內外對楊樹非生物脅迫下的miRNA研究主要集中在冷、熱、干旱、高鹽、機械壓力脅迫下miRNA的種類及其調控作用。但是在楊樹生物脅迫尤其是世界性重大病害的銹菌侵染下的miRNA的研究較少。本文通過高通量測序技術和生物信息學分析,鑒定受松-楊柵銹菌侵染下的川楊miRNA的種類,預測miRNA的靶基因,并對其中與抗病相關的靶基因進行驗證,最后構建miRNA過表達載體,通過根癌農桿菌介導法轉入楊樹,從而深入了解楊樹受病原菌侵染時miRNA的調控作用。主要研究結果如下:1.受銹菌侵染川楊miRNA多樣性構建非親和與親和性楊樹-柵銹菌互作條件下的楊樹s RNA文庫,進行高通量測序。在三個文庫中共鑒定得到90個已知的m...
【文章來源】：西北農林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：139 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
miRNA生物合成過程及功能特性（BrownandSanseau2005）
但是 AGO2 的作用和 miR403 指導的 AGO2 的調控的重要性還不得而知。圖 1-2 植物 miRNA 調控機制示意圖（Mallory and Vaucheret 2006）Figure 1-2 Schematic representation of plant miRNA regulatory mechanisms1.4 植物 miRNA 對脅迫響應的調控隨著 miRNA 在不同生物中的大量發(fā)現，人們開始越來越多地研究 miRNA 的功能植物在生長過程中，不可避免地要遭受各種生物脅迫和非生物脅迫的影響。長期的進也使植物形成了適應各種脅迫的機制。在脅迫下 miRNA 的表達機制一直是 miRNA 能研究的重點。脅迫使植物過表達或者低表達特定的 miRNA 或合成新的 miRNAs 來控相關基因的表達，這些基因的表達反過來又賦予植物抗逆性，許多 miRNAs 在植物于各種生物和非生物條件下被鑒定出來（Khraiwesh et al. 2012；Sunkar 2010；Sunkar aZhu 2012）。1.4.1 營養(yǎng)脅迫植物在遭受營養(yǎng)脅迫時，miRNA 可以調節(jié)體內氮、磷、硫等元素的代謝平衡（Chiet al. 2007；Rhoades and Bartel 2004）。在磷、硫缺失的土壤中可以分別誘導 miR399
引物和基因特異性引物反轉錄后進行巢式 PCR 擴增，電泳回收凝膠產物， T 載體中克隆、測序從而鑒定切割位點。被 miRNA-RISC 復合體切斷的 m的 mRNA 不同，完整的 mRNA 有 5’帽子結構，所以不能連接 RNA 接頭， PCR 時不能被擴增。被切割的靶基因 mRNA 相對于隨機斷裂的 mRNA，其固定的。5’RLM-RACE 方法驗證靶基因已在很多植物研究中被廣泛應用，而效的（Jones-Rhoades and Bartel. 2004；Lu et al. 2005, 2007）。.3.3 靶基因的功能分析植物遺傳轉化是應用重組 DNA 技術，將外源基因導入植物基因組從而獲源基因的轉基因植株的技術（許農等 1991）。農桿菌因其有能將外源基因體內的能力，常用來作為遺傳轉化的載體，農桿菌介導的遺傳轉化在植物泛的應用（Pitzschke and Hirt 2010）。農桿菌與植物互作過程見圖 1-4，植物，在創(chuàng)傷部位釋放信號，農桿菌 VirA/G 區(qū)被激活，從而合成 T-DNA，vir 基過細菌的 T4SS 分泌系統(tǒng)將 T-DNA 和 Vir 蛋白轉入植物細胞，形成 T-DNA合物。這個復合物被運到寄主細胞核，通過非常規(guī)重組整合到寄主染色體（d Hirt 2010）。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]植物MicroRNA介導的基因調控在作物改良中的應用潛能[J]. 劉偉燦,周永剛,王興超,王法微,王南,董園園,李曉薇,李海燕. 生物技術通報. 2016(04)
[2]楊樹轉基因研究進展及展望[J]. 丁莉萍,王宏芝,魏建華. 林業(yè)科學研究. 2016(01)
[3]花椰菜中器官早期發(fā)育調控相關的miRNA（Bra-miR07）的克隆及功能研究[J]. 張青麗,金川,秦二軍,王玉,武美,李麗紅,李慧,陳成彬,宋文芹,王春國. 園藝學報. 2016(01)
[4]Overexpression of potato miR482e enhanced plant sensitivity to Verticillium dahliae infection[J]. Liu Yang,Xiaoying Mu,Chao Liu,Jinghui Cai,Ke Shi,Wenjiao Zhu,Qing Yang. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(12)
[5]根癌農桿菌介導楊樹遺傳轉化的影響因素[J]. 馮連榮,宋立志,張妍,彭儒勝,趙大根. 西北林學院學報. 2015(03)
[6]楊樹農桿菌介導遺傳轉化中抗生素濃度的篩選[J]. 馮連榮,張興芬,尹杰,宋立志,趙繼梅,彭儒勝,矯麗曼,張妍. 西南林業(yè)大學學報. 2014(04)
[7]影響農桿菌介導的楊樹遺傳轉化技術的因素[J]. 陳仲,廖維華,王靜澄,高凱,孫吉,安新民. 植物生理學報. 2014(08)
[8]miR482介導的植物生物脅迫響應[J]. 肖裕,欒雨時. 植物生理學報. 2014(06)
[9]‘南林895楊’遺傳轉化體系的優(yōu)化[J]. 孫偉博,于娟,潘惠新,諸葛強. 林業(yè)科技開發(fā). 2013(06)
[10]ptc-miR801人工microRNA表達載體構建及功能初步研究[J]. 楊惠琴,蔣晶,劉明英,喬桂榮,姜彥成,卓仁英. 植物研究. 2013(05)
碩士論文
[1]三種楊樹再生體系的建立及青海青楊遺傳轉化的研究[D]. 杜曉艷.西南大學 2010
本文編號：2945833
【文章來源】：西北農林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：139 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
miRNA生物合成過程及功能特性（BrownandSanseau2005）
但是 AGO2 的作用和 miR403 指導的 AGO2 的調控的重要性還不得而知。圖 1-2 植物 miRNA 調控機制示意圖（Mallory and Vaucheret 2006）Figure 1-2 Schematic representation of plant miRNA regulatory mechanisms1.4 植物 miRNA 對脅迫響應的調控隨著 miRNA 在不同生物中的大量發(fā)現，人們開始越來越多地研究 miRNA 的功能植物在生長過程中，不可避免地要遭受各種生物脅迫和非生物脅迫的影響。長期的進也使植物形成了適應各種脅迫的機制。在脅迫下 miRNA 的表達機制一直是 miRNA 能研究的重點。脅迫使植物過表達或者低表達特定的 miRNA 或合成新的 miRNAs 來控相關基因的表達，這些基因的表達反過來又賦予植物抗逆性，許多 miRNAs 在植物于各種生物和非生物條件下被鑒定出來（Khraiwesh et al. 2012；Sunkar 2010；Sunkar aZhu 2012）。1.4.1 營養(yǎng)脅迫植物在遭受營養(yǎng)脅迫時，miRNA 可以調節(jié)體內氮、磷、硫等元素的代謝平衡（Chiet al. 2007；Rhoades and Bartel 2004）。在磷、硫缺失的土壤中可以分別誘導 miR399
引物和基因特異性引物反轉錄后進行巢式 PCR 擴增，電泳回收凝膠產物， T 載體中克隆、測序從而鑒定切割位點。被 miRNA-RISC 復合體切斷的 m的 mRNA 不同，完整的 mRNA 有 5’帽子結構，所以不能連接 RNA 接頭， PCR 時不能被擴增。被切割的靶基因 mRNA 相對于隨機斷裂的 mRNA，其固定的。5’RLM-RACE 方法驗證靶基因已在很多植物研究中被廣泛應用，而效的（Jones-Rhoades and Bartel. 2004；Lu et al. 2005, 2007）。.3.3 靶基因的功能分析植物遺傳轉化是應用重組 DNA 技術，將外源基因導入植物基因組從而獲源基因的轉基因植株的技術（許農等 1991）。農桿菌因其有能將外源基因體內的能力，常用來作為遺傳轉化的載體，農桿菌介導的遺傳轉化在植物泛的應用（Pitzschke and Hirt 2010）。農桿菌與植物互作過程見圖 1-4，植物，在創(chuàng)傷部位釋放信號，農桿菌 VirA/G 區(qū)被激活，從而合成 T-DNA，vir 基過細菌的 T4SS 分泌系統(tǒng)將 T-DNA 和 Vir 蛋白轉入植物細胞，形成 T-DNA合物。這個復合物被運到寄主細胞核，通過非常規(guī)重組整合到寄主染色體（d Hirt 2010）。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]植物MicroRNA介導的基因調控在作物改良中的應用潛能[J]. 劉偉燦,周永剛,王興超,王法微,王南,董園園,李曉薇,李海燕. 生物技術通報. 2016(04)
[2]楊樹轉基因研究進展及展望[J]. 丁莉萍,王宏芝,魏建華. 林業(yè)科學研究. 2016(01)
[3]花椰菜中器官早期發(fā)育調控相關的miRNA（Bra-miR07）的克隆及功能研究[J]. 張青麗,金川,秦二軍,王玉,武美,李麗紅,李慧,陳成彬,宋文芹,王春國. 園藝學報. 2016(01)
[4]Overexpression of potato miR482e enhanced plant sensitivity to Verticillium dahliae infection[J]. Liu Yang,Xiaoying Mu,Chao Liu,Jinghui Cai,Ke Shi,Wenjiao Zhu,Qing Yang. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(12)
[5]根癌農桿菌介導楊樹遺傳轉化的影響因素[J]. 馮連榮,宋立志,張妍,彭儒勝,趙大根. 西北林學院學報. 2015(03)
[6]楊樹農桿菌介導遺傳轉化中抗生素濃度的篩選[J]. 馮連榮,張興芬,尹杰,宋立志,趙繼梅,彭儒勝,矯麗曼,張妍. 西南林業(yè)大學學報. 2014(04)
[7]影響農桿菌介導的楊樹遺傳轉化技術的因素[J]. 陳仲,廖維華,王靜澄,高凱,孫吉,安新民. 植物生理學報. 2014(08)
[8]miR482介導的植物生物脅迫響應[J]. 肖裕,欒雨時. 植物生理學報. 2014(06)
[9]‘南林895楊’遺傳轉化體系的優(yōu)化[J]. 孫偉博,于娟,潘惠新,諸葛強. 林業(yè)科技開發(fā). 2013(06)
[10]ptc-miR801人工microRNA表達載體構建及功能初步研究[J]. 楊惠琴,蔣晶,劉明英,喬桂榮,姜彥成,卓仁英. 植物研究. 2013(05)
碩士論文
[1]三種楊樹再生體系的建立及青海青楊遺傳轉化的研究[D]. 杜曉艷.西南大學 2010
本文編號：2945833
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