miRNA介导的条斑紫菜高温调控机制

微小RNA (microRNA，简称miRNA) 是生物体内源长度约为20－23个核苷酸的非编码小RNA，通过与靶基因的互补配对而在转录后水平上参与重要生命过程的调控。植物抗逆相关miRNA的发现是植物逆境分子生物学研究领域的一项重大突破，同时也提供了一个研究植物逆境胁迫下基因及其表达调控机制的强有力工具。课题组完成了我国重要经济海藻- - 条斑紫菜丝状体在适宜生长条件下的miRNA大规模测序，建立了条斑紫菜miRNA分离、鉴定以及功能预测分析技术。本项目拟在此研究基础上，以条斑紫菜丝状体及叶状体幼苗为材料，分离和鉴定参与条斑紫菜高温胁迫应答的miRNA及其作用的靶基因，揭示它们在高温诱导前后的表达模式，探讨高温诱导下miRNA介导的调控网络和作用机制，为建立条斑紫菜耐高温品种的分子辅助育种技术提供理论依据。

条斑紫菜是我国的重要经济藻类。水温是限制条斑紫菜栽培区域的最主要因素，而条斑紫菜的历年大规模减产多与高温有关，因此，筛选高温耐受能力的新品种是条斑紫菜养殖业亟待解决的问题。了解条斑紫菜高温条件下的调控机制可以为紫菜新品种的筛选提供重要的理论基础。为了探索微小RNA (microRNA，简称miRNA)在紫菜高温胁迫下的作用，本研究提取了紫菜的RNA，构建了四个文库，包括1个用正常培养的材料构建的文库，作为空白对照；另外3个文库分别用高温诱导6小时、 12小时和24小时的紫菜为材料。利用solexa方法对文库进行高通量测序，总共获得属于174个miRNA家族的1183个miRNA和10个全新的miRNA。对来自四个库中的miRNA进行比较发现，每个库中都有特异表达的miRNA，这也说明高温会诱导一些miRNA表达，也会抑制一些miRNA的表达，并且不同的诱导时间会有不同的miRNA进行响应。对98个miRNA为高温条件下差异性表达的miRNA进行靶基因预测，并对这些靶基因进行GO分析和KEGG分析，发现这些miRNA参与了广泛的生理途径。其中重点研究了表达差异倍数较大和丰度的较高的miRNA的功能。并且通过定量PCR方法对特定的miRNA进行表达分析，实验结果与测序基本一致。并且条斑紫菜遗传转化体系的建立为研究miRNA的功能奠定基础。本研究首次进行模式大型经济藻类--条斑紫菜的miRNA的研究，探讨由miRNA介导的条斑紫菜高温胁迫应答的调控机制，将为耐高温品种的筛选提供新的研究思路和方向。