桑树中铜离子胁迫调控miRNA的全基因组分析

【作者】 杜秋霞； 李阳； 郑丹艳； 郭鹏； Adolf Acheampong； 赵卫国；

【机构】 江苏科技大学生物技术学院； 中国农业科学院蚕业研究所；

【摘要】 铜(Cu)是植物生长发育所必需的微量元素,在动物、植物和微生物体内,多以铜离子或铜蛋白的形式存在,广泛参与呼吸作用电子传递链,光合作用及花粉形成等多个生物学过程,因此土壤中铜含量过低或者超过可吸收量都会对植物造成一定伤害。MicroRNAs(mi RNAs)是生物体内一类由内源基因编码的长度约为20-24个核苷酸(nt)的非编码单链小RNA分子,主要通过对靶基因m RNA的翻译抑制、降解等负调控的方式在转录后水平精确有效地调控基因的表达,调节植物生理生化进程、信号传导、响应生物和非生物胁迫等。桑树是重要的多年生经济林木,桑树资源的综合利用以及桑树产业的开发正得到越来越多的重视。目前,关于桑树非生物胁迫主要集中在抗性种质资源鉴定和抗性基因克隆,而MicroRNAs(miRNAs)的抗逆功能及其胁迫响应基因间的调控研究并不多见。针对铜胁迫应答反应,以桑叶组织为实验材料,构建两个小RNA文库,经过RNAseq和筛选,共鉴定出65个已知mi RNA和78个预测的新mi RNA成熟体,其中共有40个mi RNA在铜胁迫下差异表达,包括27个mi RNA上调表达基因,13个mi RNA下调表达基因。随后,通过PCR、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、5′RLM-RACE分别对15个mi RNA表达模式以及mi R156a靶基因的剪切位点进行验证,证明RNA-seq测序结果是准确的,为进一步研究桑树铜胁迫调控的分子机制提供了初步线索。更多还原