miR164a及其靶基因PeNAC1相互作用研究

miRNA参与了生物体重要的基因表达调控过程,其中miR164通过对标靶NAC(NAM/ATAF/CUC)基因家族的精细调控,在植物激素信号传导、生长发育以及胁迫应答中起着重要作用。为了验证杨树中miR164a和其预测靶基因PeNAC1间是否也存在这一相互作用,笔者采用PCR技术克隆了毛果杨(Populus trichocarpa)miR164a的前体序列Ptc-MIR164a,并通过RNA fold(http://rna.tbi.univie.ac.at/)在线软件对其进行了miRNA二级结构分析。结果表明:该序列能形成典型的二级茎环结构,预示其在细胞内能被加工为成熟的miR164a。进一步借鉴动物细胞miRNA研究中荧光素酶报告基因法,利用高效的杨树原生质体瞬时表达体系,验证了Ptc-MIR164a对其预测靶基因PeNAC1的标靶作用; 同时,也建立了一种比较简单、直观的植物miRNA靶标基因的鉴定方法。     

水稻（Oryza sativa L.）愈伤组织发育过程中Auxin-miR167-ARF8信号通路的研究

采用荧光定量PCR(Real-time PCR),进行miR167及其靶基因ARF8表达水平的相对定量分析,初步得出水稻愈伤组织发育过程中Auxin-miR167-ARF8信号通路的调控情况.发现经过12h～24h的积累,2mg/L的2,4-D能够明显地上调miR167的表达水平,从而导致miR167的靶基因ARF8的表达量下降,这种变化在第7天的时候趋于平缓,直到形成愈伤组织,miR167和ARF8的表达量维持在一个相对稳定的水平.本实验为Auxin-miR167-ARF8信号通路的研究提供了切入点.     

棉花腺体形成相关的miRNA差异表达研究

植物miRNAs在基因表达、生长、发育等方面有十分重要的作用．本实验以棉花显性无腺体近等基因系为材料,利用miRNA基因芯片杂交技术,分析与腺体形成相关的miRNA的差异表达．结果表明,棉花腺体形成期共有30个miRNA有差异表达,其中表达上调的miRNA有24个,分别属于miR156,miR157,miR166和miR390家族．表达下调的miRNA有6个,分别属于miR149,miR169,miR289,miR705,miR1224和miR1227家族．miRNA家族作用的靶基因分析发现主要分布在发育     

拟南芥miR172a-1/b-2/c对多种胁迫响应的研究

现有研究表明拟南芥中miR172通过参与光周期通路来调节植物的开花时间,其靶基因为APETALA2-Like基因,过表达miR172会导致植株提前开花.植物在恶劣环境影响下一般会提前开花,但miR172是否参与胁迫响应下的开花调节,目前还未见报道.通过启动子分析发现拟南芥miR172各个成员的启动子均包括多个胁迫响应元...     

miR398和miR408对UV-B胁迫下拟南芥幼苗的影响

为研究miR398和miR408对UV-B辐射下拟南芥幼苗的影响,测定了叶绿素荧光参数、抗氧化系统SOD酶活性、GSH含量和MDA含量等指标.结果表明:UV-B辐射下,过表达miR398拟南芥与过表达miR408拟南芥相比野生型植株的叶绿素荧光动力学参数F_v/V_m、qP降低、qN升高,影响植物的光合作用过程,降低光合效率;SOD酶活性降低、GSH含量减少,MDA含量上升,活性氧积累,影响植物抵抗辐射逆境胁迫,损害植株生长发育过程.说明过表达miR398和过表达miR408拟南芥对UV-B辐射胁迫的抗性降低,光合作用和抗氧化系统均受到影响,miR398与miR408对拟南芥响应UV-B胁迫下起负调控作用.     

转录组分析揭示BAM1/2与SPL调控拟南芥花药发育的功能关系及调控网络

花药的正常发育对于植物正常繁衍和农作物产量都有着至关重要的作用.转录因子SPL及受体蛋白激酶BAM1和BAM2均在调控孢原细胞分化的过程中发挥重要作用.但迄今对其功能关系及下游信号途径仍缺乏深入研究.本文利用高通量转录组测序手段,通过对拟南芥spl、bam1、bam2、bam1bam2突变体花药的转录组对比分析,明确了:1)BAM1和BAM2功能冗余地调控花药绒毡层发育、脂质转运、花粉壁形成等方面,但两者在调控部分基因表达上存在亚功能化;2)SPL与BAM1/2共同调控791个花粉发育、脂类转运和细胞壁形成等过程相关基因的表达,同时BAM1/2特异调控326个脱落酸、水杨酸、茉莉酸信号途径以及水分、防御等胁迫刺激相关基因的表达,而SPL还单独调控3 789个基因的表达,主要参与到生长素合成和信号响应、水分、温度、光等相关的胁迫刺激.以上结果为生殖发育领域相关研究提供了重要参考.     

SPL转录因子调控植物花发育及其分子机制研究进展

SPL(squamosa promoter-binding protein-like)转录因子是植物所特有的一类基因家族,广泛存在于绿色植物中,在植物生长发育中具有重要作用。花发育是植物生殖发育中最为重要的一个过程,涉及不同发育方式的转变,即开花决定、花的发端和花器官发生与发育。简要综述了SPL基因的结构与功能并着重阐述了SPL基因在植物花发育过程中的分子机制及生物学功能。最后总结出: SPL转录因子可直接或间接通过参与光周期途径,赤霉素途径及年龄途径来调控植物的开花时间; SPL基因可通过直接激活下游花分生组织特异基因,如LEAFY(LFY),从而调控植物的成花转变; SPL基因可通过与下游花器官特征基因相互作用来调控花器官及其育性的发育,如调控花序、花柄的长度与外形及花器官的大小; SPL基因可调控植物大小孢子发生及雌雄配子体发育。据拟南芥的相关研究结果,初步构绘出拟南芥开花调控中的分子机制。     

MIXTA/MIXTA-like基因特征及其对植物表皮细胞分化的调控

植物表皮细胞是植物最外层直接与环境相互作用的细胞,依据其不同功能,分化形成多种具有防卫功能的特化细胞结构,在植物防御、减少蒸腾、授粉媒介吸引、种子散布、次生代谢产物合成与贮存等方面起着重要作用。研究发现MIXTA/MIXTA-like是多种植物表皮细胞分化的关键调控因子。在不同植物中,MIXTA/MIXTA-like作用部位(主要集中在花瓣、叶片、胚珠和子房)和调节方式不同,但最终都是通过调控表皮细胞分化发挥作用。MIXTA/MIXTA-like在表皮毛的形成、角质层生物合成、锥形表皮细胞的分化过程中起着重要的调节作用,其中植物表皮毛发育是一个研究热点。植物表皮毛有多种不同的功能:如叶片被毛是植物抵御取食昆虫的重要表型特征;法国梧桐、杨树、柳树飞絮都是种子成熟过程中表皮毛发育的结果;而黄花蒿中,青蒿素主要在腺毛中合成和储存。因此,开展植物表皮毛发育和调控机制研究具有重要意义。笔者梳理了MIXTA/MIXTA-like基因的特征及其在不同植物表皮细胞分化过程中的生物学功能,阐述了木本植物表皮毛发育调控的分子机制,为加速林木表皮毛发育相关性状的新品种培育提供借鉴。     

植物中的DREB类转录因子

DREB转录因子属于AP2/EREBP转录因子家族.AP2/EREBP转录因子是特异存在于植物中,与植物发育密切相关的一类转录因子的总称.该家族有五个亚家族,其家族成员的蛋白质序列均含有保守的AP2 domain.其中,DREB转录因子特异地与DRE顺式作用元件相结合,在调节低温,干旱和高盐等胁迫反应时具有重要作用.一个DREB转录因子可以调控下游的多个抗逆基因,从而使植物产生抗逆性.植物抗逆反应是一个非常复杂的过程,目前人们对其信号转导正在进行进一步的探究.     

敲除和过表达miRNA446以研究其靶基因APP1的表达模式

MicroRNA是一类小的非编码RNA,参与植物生长发育和胁迫应答等多种生理过程。在本课题组前期研究中,通过基因芯片数据发现了一系列在胁迫应答中表达量有变化的microRNA。其中以miRNA446的变化尤为显著。为进一步探求miRNA446在胁迫应答中的变化与功能,本实验通过在水稻中分别敲除和过表达miR446,检测干旱和冷胁迫下,miR446及其靶基因APP1的表达模式。结果表明,过表达株系中,miR446的表达量与野生型的持续升高不同,是先降后升的,而APP1基因由于受到高水平miR446的剪切作用而一直降低。敲除株系中,miR446的表达量被完全抑制,在整个胁迫过程中均保持接近于零的水平,而APP1在胁迫中也仅有微弱的先降后升趋势。     

MiR1511 co-regulates with miR1511* to cleave the GmRPL4a gene in soybean

MicroRNA1511 (miR1511) is a small RNA with unknown function identified in several plants by deep sequencing. In this study, we showed that this small RNA is an authentic miRNA by analyzing the structure of the precursor stem-loop containing the newly identified miR1511* sequence. We confirmed this result by Northern blotting analysis. We used 5??RACE to identify one of the target genes (GmRPL4a) cleaved by both miR1511 and miR1511*. The site cleaved by miR1511* was located in the first exon of GmRPL4a, and the site cleaved by miR1511 was located in the second exon. The expression level of miR1511/1511* was higher in leaves than in roots and stems. In contrast, the lowest level of GmRPL4a expression was in the leaves and the highest in the root. These results indicate that an miRNA can co-regulate with an miRNA* to cleave the same target gene in plants, and that the level of GmRPL4a mRNA is regulated by miR1511/1511*.     

脱落酸对植物生长发育的调控作用

介绍了脱落酸对种子发育、果实发育、植物体细胞胚发生及组织器官的分化形成的调节作用及其调控机制的研究进展．并对今后的研究作了简单的展望。     

miRNAs在不同物种进化中序列保守性的研究

miRNAs在不同物种的进化中存在保守性,不仅单独在动物或是植物中存在保守性,而且在动植物之间也同样存在．本研究在人和动物的不同组织中克隆到了同源性很高的序列,将所得结果与已发表的成熟的miRNAs比对,发现克隆到的序列与植物中miRNA319家族的相似性较高,并且保守区靠近其5’端,推测新miRNAs可能与miRNA319扮演相似的角色,而这些序列的保守性跨越不同进化阶段的物种,也为miRNAs广泛的保守性增加新的证据,显示miRNAs在物种进化过程中发挥着重要的功能．     

植物水孔蛋白研究进展

植物水孔蛋白在植物体内形成水选择性运输通道,在植物种子萌发、细胞伸长、气孔运动、受精等过程中调节水分的快速跨膜运输.有些水孔蛋白还在植物逆境应答中起着重要作用,因此研究水孔蛋白与植物抗旱性的关系引起了广泛关注.对水孔蛋白的发现、结构、分类、分布、调控及研究方法等方面进行了综述.     

Regulation of microRNA on plant development and viral infection

THE FIRST MIRNA WAS IDENTIFIED IN C. ELEGANS AS EARLY AS IN 1993; THE IMPORTANCE OF MIRNAS, HOWEVER, IS RECOGNIZED ONLY RECENTLY AFTER THE DISCOVERY OF MIRNAS EXISTING UNIVERSALLY IN EUKARYOTIC ORGANISMS. THE SECOND MIRNA WAS IDENTIFIED IN 2000[1]. SINCE …     

Overexpression of OsRAA1 promotes flowering and hypocotyls elongation in Arabidopsis

Previously, OsRAA1, an AtFPF1 homologue gene, was found to play an important role in modulating rice root development. In the current study, OsRAA1 was overexpressed in Arabidopsis, and the transgenic plants showed early flowering and elongated hypocotyl phenotypes as compared with the wild-type under white-light conditions. The hypocotyls of transgenic lines were twice as long as those of wild-type plants under red-light conditions but were indistinguishable from those of the wild-type under blue and far-red light and darkness. In addition, the phenotypes of AtFPF1 transgenic lines were similar to those of OsRAA1 transgenic lines. These results suggested that OsRAAI/AtFPF1 protein is involved in regulating flowering time and plays an important role in the inhibition of hypocotyl elongation under continuous red light. The functions were preserved during the evolution.