水稻9311和Nagina 22孕穗期响应热胁迫的MiRNA组学分析

• 作 者: 汪启明[1]王韬[1]张超[1]谢旻[1]王伟平[2]万向元[3]饶力群[1]
• 机 构: 湖南省长沙市湖南农业大学生物科学技术学院
• 出 处: 全国农业生物化学与分子生物学第十四届学术研讨会
• 发表日期: 2015年期

以水稻热敏品种9311和耐热品种Nagina 22(N22)为研究材料,取经0h,3h,6h,12h进行42℃热处理后的水稻幼穗,利用小RNA末端特殊结构,构建小RNA文库,然后通过HiSeqTM2500开展小RNA测序分析.共检测到509个水稻miRNA(Os-miRNA),预测到1851个靶基因,并对其中1843个靶基因进行了功能注释,对各个样品中的Os-miRNA表达丰度进行定量分析,发现有12个保守和155个非保守的Os-miRNA的表达在9311和N22中随热胁迫处理有差异表达.结合对靶基因功能预测，基因启动子顺式作用元件分析和实时定量PCR分析结果，发现其中水稻Os-miR398,Os-miR398和Os-miR1846e的表达受热胁迫诱导，且在N22中的丰度高于9311，而Os-miR398的靶基因参与植物耐受氧化胁迫;Os-miR399的靶基因为60S核糖体亚基蛋白，在拟南芥雌配子形成过程中发挥重要作用;Os-miRl846e的靶基因为20S蛋白酶体的亚基参与多种胁迫相关的蛋白降解。由此推测水稻Os-miR398,Os-miR399和Os-miR1846e等热胁迫调控表达Os-miRNAS可能对N22在孕穗期具有耐热性发挥重要调控作用。
本研究针对N22具有孕穗期耐热性的特征，系统分析了孕穗期幼穗中特异表达Os-miR，发现多个热胁迫相关的保守Os-miRNA，且各个Os-miRNA对应的靶基因均具有水稻耐受胁迫相关的功能，该发现拓宽了MiRNA-基因的调控网络，为发掘水稻耐热相关的分子标记位点提供参考，为深入了解水稻耐热的信号调控网络奠定基础。此外，本研究还发现了100多个非保守的水稻耐热相关miRNA，为全面系统了解水稻孕穗期miRNA的种类及其在生物体中的功能提供新的研究对象，为深入了解水稻MiRNA的进化提供新的思考。