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广泛存在于真核生物中的microRNAs(miRNAs)是一类非编码小RNA分子,通过对靶基因mRNA的剪切或翻译抑制作用,参与基因的转录后调控。大量研究表明miRNAs不仅在植物的生长发育和生理过程中有重要作用,而且调控豆科植物-根瘤菌共生体中的侵染线形成和根瘤器官发生。植物中,响应营养胁迫的miRNA395(miR395)受低硫胁迫诱导并参与硫元素的代谢调控;miRNA408(miR408)受缺铜胁迫诱导并调控植物体内的铜元素稳态。但是关于二者在豆科植物百脉根(Lotus japonicus)共生固氮过程中的作用尚无报道。本论文分析了百脉根miR395a超表达转基因株系(MIR395a-OX)和百脉根miR408超表达转基因株系(MIR408-OX)的结瘤表型,初步探究胁迫响应miRNAs在百脉根与根瘤菌共生体中的作用,研究结果如下: 1、通过实时定量PCR(qRT-PCR)检测,确定了MIR395a-OX株系中成熟miR395a表达量显著升高,其靶基因表达量显著下降。 2、在正常生长条件下,MIR395a-OX株系的生长发育表型与野生型无显著差异。根瘤菌侵染7天后,MIR395a-OX株系根部侵染线数目减少,但是根瘤菌侵染3周和5周后,MIR395a-OX株系的结瘤数目达到野生型水平;而低硫胁迫下,MIR395a-OX株系根部侵染线数目与野生型无显著差异。因此推测超表达miR395a可能延缓百脉根结瘤,而低硫胁迫能恢复其结瘤表型。 3、qRT-PCR检测结果表明MIR408-OX株系中成熟miR408表达量显著升高,其靶基因表达量显著下降。正常生长条件下,根瘤菌侵染7天后,MIR408-OX株系根部侵染线数目显著减少,而2周和4周的结瘤数目达到野生型水平,并且成熟根瘤中编码非共生血红蛋白的LjHb1基因表达量升高。因此我们根据结果推测,在百脉根中过量表达miR408可能延缓根瘤菌侵染,并且提高根瘤的固氮酶活性。 4、缺铜胁迫下,MIR408-OX株系在根瘤菌侵染7天后的侵染线数目和2周后的根瘤数目均与野生型无显著差异。而高铜胁迫下,MIR408-OX株系在根瘤菌侵染2周后的根瘤数目比野生型显著减少。 根据以上的研究结果,可以推测lja-miR395a和lja-miR408可能影响百脉根结瘤的早期侵染过程。