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MicroRNA是真核生物中普遍存在的一种大小为21-24核苷酸的单链RNA。osa-miR2102-3p是从水稻种子中分离并鉴定出来的一个microRNA,在其他物种中还未发现与之同源的microRNA。为研究osa-miR2102-3p的功能,本课题以粳稻中花11(ZH11)为材料,通过构建osa-miR2102-3p超表达(osa-miR2102-3p-ox)、OsFBX424的RNAi干扰(OsFBX424-RNAi)和Os FBX424超表达(OsFBX424-OE)转基因水稻进行相关的研究。获得的主要研究结果如下: (1)研究组吴霜已证明Os FBX424是osa-miR2102-3p的靶基因。本研究利用pOsFBX424∷GUS转基因水稻为材料,发现Os FBX424在营养期的种子、幼嫩的根尖和芽尖,以及生殖期的茎、叶、鞘、穗和花药中表达,但在根尖和芽尖表达较高。 (2)osa-miR2102-3p和OsFBX424参与水稻对逆境的响应。与ZH11相比,osa-miR2102-3p-ox植株和Os FBX424-RNAi植株在4℃处理3天后呈现萎蔫等冷害症状,而OsFBX424-OE植株的抗冷性增强,恢复两周后生长情况较好;osa-miR2102-3p-ox植株对干旱和盐胁迫的抗性较弱。吴霜的研究发现Os FBX424可能参与类黄酮的合成与转运。本研究表明:与ZH11相比,类黄酮合成(OsFLS、OsDFR、OsLAC、OsLAR)与转运(OsGST、OsMATE、OsMRP、OsAHA10)基因在osa-miR2102-3p-ox植株和OsFBX424-RNAi植株体内表达下降,在OsFBX424-OE植株体内表达大幅上升。这些结果初步表明类黄酮可能参与了osa-miR2102-3p和OsFBX424对水稻的逆境调节。 (3)osa-miR2102-3p和OsFBX424调节水稻的生长与发育。与ZH11相比,osa-miR2102-3p-ox植株种子萌发和生长加快,抽穗提前,成熟植株较高,结实率和收获指数较低。表达分析表明在osa-miR2102-3p-ox植株中,参与细胞周期G2-M期转变的基因CDKB2以及CycB2;2表达上升,使细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)失活的KRP1、KRP3、KRP4以及KRP5表达下调。 综上所述,osa-miR2102-3p通过调控靶基因OsFBX424参与水稻对非生物逆境的响应和生长发育的调节。