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植物的RNA沉默途径是一种利用小RNA介导的mRNA降解、翻译抑制、DNA甲基化、组蛋白修饰等过程调控基因表达的分子机制。内源小RNA主要包括microRNA、ra-siRNA(repeatassociatedsiRNA)、ta-siRNA(tran-actingsiRNA)和nat-siRNA(naturalantisensetranscriptsiRNA)等。其中nat-siRNA是指内源转录本互补区来源的siRNA。在本研究的第一部分中,我们在CMV(Cucumber Mosaic Virus)侵染的拟南芥中发现了来源于拟南芥硝酸还原酶(NIA)基因的nat-siRNA。CMV侵染导致NIAmRNA的下调,并使其丧失了自然状态下具有的昼夜节律。通过对NIA启动子的分析,确认NIA基因的调控不发生在TGS(Transcriptional Gene Silencing)水平。而对RNA沉默相关突变体中NIAmRNA和siRNA积累量的检测,确定了PTGS(Post-transcriptional Gene Silencing)的重要组分AGO1、DCL4和SGS3可能是参与调控NIAmRNA自然昼夜节律的关键因子,表明这种调控发生于PTGS水平。对NIA(l)3端插入突变体SALK_003221的研究进一步证明引发nat-siRNA合成的因素是负链上转录生成的lncRNA(longnon-codingRNA),证实了NIA(l)负链lncRNA是NIA转录后沉默(NIA-PTGS)调控NIA(l)mRNA昼夜节律的必需因素。通过对NIA负链lncRNA启动子的分析,发现lncRNA高峰值略早于NIAmRNA。进一步研究发现,lncRNA受到CMV侵染的诱导,表明CMV侵染增强了负链lncRNA介导的NIA(l)-PTGS而破坏了NIA基因的昼夜节律。我们的研究在植物中首次报道了lncRNA通过产生nat-siRNA在PTGS水平调控基因表达的实例。 外源病毒引起的RNA沉默又称VlGS(Virus Indcued Gene Silencing),是一种植物的抗病毒机制,病毒编码沉默抑制子是拮抗这种机制的主要手段。CMV的2b蛋白是一个被广泛研究的病毒沉默抑制子,具有核仁定位、结合AGO1和AGO4、结合短链或长链dsRNA(doublestrandRNA)等多种活性。本研究的第二部分利用人工ta-siRNA系统首次证实了2b在体内能够抑制AGO1的剪切活性。进一步对2b缺失突变体的研究表明:缺失AGO结合结构域后,2b只能抑制RDR6介导的ta-siRNA合成,而不能抑制AGO1对TASlC的剪切;缺失核仁定位信号(nucleouslocalizationsignal,NoLS)后,2b既不能抑制ta-siRNA的合成也不能抑制AGO1对TAS(l)C的剪切;但只缺失dsRNA结合活性,不影响2b对AGO1剪切活性的抑制。因此,2b对AGO1体内剪切活性的抑制作用需要AGO结合结构域和NoLS而不需要dsRNA结合活性。我们的研究进一步完善了对2b蛋白生化活性及沉默抑制子功能的理解。