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大豆是世界上最重要的农作物之一,缺磷严重影响大豆的生长发育,大豆对土壤中磷的利用能力存在着基因型差异。但人们对大豆适应磷胁迫的分子机制了解不多。最近研究发现microRNAs在植物磷胁迫响应中起重要作用。miRNAs是一类具有调控能力的小分子,它能在转录后水平通过识别靶mRNA从而降解靶mRNA或抑制靶mRNA翻译。miRNA在植物的组织分化调控、信号传导以及对各种生物和非生物胁迫的响应中起作用。因此分离和鉴定磷胁迫条件下大豆miRNAs对揭示大豆适应磷胁迫的分子机制具有重要的意义。本研究利用来源于大豆磷高效品种巴西10的磷胁迫根系样品构建一个片段大小为20~24nt的小RNAs文库,对文库的克隆在筛选的基础上进行了测序,对获得序列进行生物信息学分析,并进一步利用Northern和Real-Time PT-PCR对部分miRNAs进行了鉴定及表达模式分析。获得如下结果:
⑴通过对大豆根部小RNAs文库中的克隆进行筛选测序,获得734条序列。经过生物信息学分析鉴定到15个miRNA家族共26个miRNA基因。其中14个miRNA在其他植物中是保守的,7个是大豆特有的miRNA,5个是全新的miRNA。
⑵使用同源搜寻法,在苜蓿中预测到1个新的miRNA,在百脉根中预测到2个新的miRNA。使用在线预测植物miRNA软件——microHARVESTER,在7种不同植物中预测到9个潜在的新miRNA分子。
⑶表达分析发现,miRNA在根部和地上部的表达存在差异。P4—j2,p—c—12和miR166a是主要在根部表达的miRNA分子;Gm46是主要在地上部表达的miRNA分子。磷胁迫上调或下调miRNA的表达。p4—j—2、p—c—12、miR166a、miR169和p4—g—8在根部的表达量受到低磷胁迫抑制;根部的Gm137、Gm337、Gm46、Gm15、Gm142、Gm258和Gm127在低磷处理6小时均表现受低磷胁迫诱导,然而低磷处理48小时诱导不明显,在更长时间处理又表现受低磷诱导,其中Gm258和Gm127最为明显。这些结果表明一些大豆miRNA在磷胁迫响应中起作用。