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单细胞真核绿藻莱茵衣藻是一种重要的模式生物，它因培养条件简单、生长周期短、生长迅速、光合效率高而具有“光合酵母”之称。环境胁迫是植物生长和发育的重要限制性因素之一，大量研究正试图揭示这一复杂的生物学机制。研究表明环境胁迫不仅会使植物蛋白编码基因的表达发生变化，也会使一些不编码蛋白的基因表达发生变化。最近的研究发现，microRNA(miRNA)，一类新发现的非编码小分子RNA，在植物响应环境胁迫过程中发挥着不容忽视的重要作用；同时，作为一种单细胞绿藻，莱茵衣藻的增殖和凋亡是其两个非常重要的生命过程，而蛋白编码基因CDKB1(cyclin dependent kinase B1，细胞周期蛋白激酶编码基因，植物细胞特有)、DAD1(defender against death1，一种抗凋亡蛋白编码基因)在其生殖和凋亡过程中的作用至关重要，是细胞增殖和凋亡过程中蛋白编码基因的重要代表。但是，关于莱茵衣藻在环境胁迫下的miRNA研究和蛋白编码基因CDKB1、DAD1研究尚未有相关报道。
本研究利用生物信息学方法分析选定了莱茵衣藻中五个保守miRNA;然后，选取在4种环境胁迫下生长发生较大改变的点，用qRT-PCR检测了五个保守miRNA和CDKB1、DAD1各自在4种不同环境胁迫下的表达量，阐明了五个保守miRNA和CDKB1、DAD1在4种环境胁迫下表达变化情况。结果表明这些miRNA的表达受环境胁迫的影响，部分miRNA可以同时响应多种胁迫处理因素；进一步的分析表明，在环境胁迫下五个保守miRNA与蛋白编码基因CDKB1、DAD1的表达变化情况存在一定的相关性；基于此，我们对环境胁迫下保守的miRNA和两个重要的蛋白基因CDKB1和DAD1的关系进行了探讨。
为了进一步的研究保守miRNA与CDKB1、DAD1的关系及保守miRNA的具体功能，本研究通过实验探索建立了一套基因在莱茵衣藻中过表达的体系，经分子抗性检测筛选和基因测序证实筛选标记基因和目的基因已整合到莱茵衣藻基因组中，并得到了正确表达；进一步的数据分析表明普通内源性启动子5RBCS2至少使目的基因CDKB1的表达水平提高了2倍，热激蛋白融合强启动子Hsp70A/RBCS2经热激诱导后可更进一步提高目的基因CDKB1表达量约2倍。表明我们构建在莱茵衣藻中的基因过表达体系已获得成功，适用于在莱茵衣藻中研究目的基因功能。该体系的建立为进一步在莱茵衣藻中进行miRNA功能研究和通过转基因的手段在衣藻中研究细胞的各种生命过程打下了良好的基础。