紫花苜蓿种子萌发过程中盐胁迫相关miRNA的鉴定及调控机制研究

Soil salinization is one of the most significant environmental factors to cause crop failure. Seed germination can be affected severely by salt stress. The salt tolerance of seed during germination is an important salt tolerance indicator of plant species. Posttranscriptional regulation plays an important role in salt stress regulation of plant. miRNA, an important small RNA in posttranscriptional regulation, has been identified to play important roles in stress regulation in plants. Small RNA sequencing and degradome sequencing techniques will be used to identify salt stress related miRNAs and their target genes in salt treated and untreated germinating seeds of salt tolerance alfalfa Zhongmu-1. The interaction and salt stress regulation mechanism of identifed miRNAs and their predicted target genes will also be analysed. The results of this study will be meaningful for exploreing the miRNA related salt stress regulation mechanism in alfalfa, and provide new theoretical basis for breeding new varieties of salt tolerance alfalfa.

土壤盐渍化是导致作物减产的主要环境因素之一。种子在萌发过程中最易受到盐胁迫的影响，种子的耐盐性是衡量该物种耐盐性的一个重要指标。转录后调控机制在植物耐盐调控过程中发挥重要作用。miRNA是近年来发现的一种重要转录后调控小分子RNA，研究表明其在植物逆境胁迫应激调控过程中发挥重要作用。为鉴定紫花苜蓿种子萌发过程中参与耐盐调控的miRNA及其作用机理，本研究项目将以耐盐紫花苜蓿“中苜1号”为材料，基于小RNA测序和降解组测序技术对盐胁迫处理和未处理的“中苜1号”萌发阶段种子中的miRNA和靶标基因进行比较分析，筛选紫花苜蓿种子萌发过程中盐胁迫相关miRNA及其靶标基因，并进一步分析这些miRNA与其靶基因的互作机制和耐盐调控机制。本项目研究结果对探索miRNA在紫花苜蓿种子萌发过程中的耐盐调控机制具有重要意义，以期为将来耐盐紫花苜蓿品种的选育提供新的理论依据。

土壤盐碱化是导致作物减产的主要环境因素之一。种子在萌发过程中最易受到盐胁迫的影响，植物幼苗的耐盐碱性是衡量该物种耐盐碱性的一个重要指标。miRNA是近年来发现的一种重要转录后调控小分子，其在植物逆境胁迫应激调控过程中发挥重要作用。为筛选鉴定苜蓿萌发幼苗中参与耐盐碱调控的miRNA及其作用机理，本研究以耐盐碱紫花苜蓿“中苜3号”和蒺藜苜蓿R108为材料，通过高通量测序技术从紫花苜蓿中鉴定到24种盐胁迫响应miRNA和72种碱胁迫响应miRNA，从蒺藜苜蓿中筛选鉴定到81种盐胁迫响应miRNA和129种碱胁迫响应miRNA，并对其靶标基因进行预测和功能分析。使用荧光定量技术、5’-RACE技术、过量表达和抑制表达技术对部分盐碱胁迫响应miRNA的表达量和作用机制进行了深入分析。结果表明Mtr-miR319、Mtr-miR395的过量表达及Mtr-miR393的抑制表达能够使植物的耐盐碱能力得到一定程度的增强。本研究初步获得了miRNA在苜蓿种子萌发过程中的耐盐调控机制，为将来耐盐碱紫花苜蓿新品种的选育提供了新的理论依据。