草莓miR390与白粉病抗性的关系及表达特性研究

miRNA是真核生物自身基因组产生的非编码小分子RNA，主要在转录后水平上负调控靶基因表达，在植物的生长发育和胁迫应答中起重要作用。在发现微繁殖导致草莓植株白粉病抗性下降和miR390表达下调的基础上，本项目分离草莓miR390基因全长，构建草莓miR390的功能获得性融合基因CaMV35S:: MIR390和功能缺失性融合基因CaMV35S:: anti-390，并将其分别导入草莓植株中，通过研究两种转基因植株的miR390与靶基因表达水平、生长发育变化、对白粉病的敏感性来分析miR390的生物学功能；之后利用转MIR390启动子::GUS基因植株来解析离体培养条件、生物胁迫和非生物胁迫三类处理下miR390启动子的转录特性。本项目旨在揭示草莓miR390与白粉病抗性的关系及表达特性，结果具有丰富植物miR390研究的科学意义，为通过调控miRNA表达来提高植物抗病性奠定重要基础。

microRNA（miRNA）作为一类来自真核生物自身基因组的非编码小分子RNA，在植物生长发育过程中扮演着重要角色。目前，国内外未见关于草莓miR390的研究。本研究克隆了草莓MIR390及其靶标基因，构建了CaMV35S::MIR390、CaMV35S::AMIR390、CaMV35S::anti-390和pMIR390::GUS四类融合基因，研究草莓miR390的表达特性，分析MIR390的生物学功能，旨在揭示草莓miR390与白粉病抗性的关系及其表达特性，为通过调控miRNA表达来提高植物抗病性提供数据。主要结果如下：（1）418 bp的草莓MIR390基因序列中，包含97 bp的茎环结构及侧翼序列，并且高度保守的21nt的成熟miR390序列位于茎环的5′ 端臂上。草莓MIR390基因的启动子序列除具有TATA/CAAT-box外，还含有spl、HSE等特异作用元件。（2）定量RT-PCR结果表明，草莓miR390与靶基因TAS3间的表达模式与拟南芥中的表达模式相同，推测草莓TAS3基因的生物合成也受miR390的指导。同时，高盐能明显抑制草莓miR390的表达，而低温对其表达影响不大，相同条件下固体培养基比液体培养基更能促进草莓miR390的表达；与GA3等激素相比，IAA能显著增加草莓miR390的表达。因此，采用IAA浓度为0.01 mg∙L-1的固体培养基，最能增加草莓微繁殖苗miR390的表达量。（3）miR390在白粉病抗性强的品种中的表达量明显高于白粉病抗性相对较差的品种中的表达量。与普通的匍匐茎苗相比，miR390的表达在白粉病抗性低的微繁殖苗中也明显降低。（4）高通量测序表明miR390在白肉突变体和野生型‘幸香’草莓果实中的比值为0.75，差异不显著。（5）与非转基因植株相比较，转pMIR390和pAMIR390两种基因的植株表现出相似的症状，即转基因植株叶子表面皱缩严重；叶片明显增大；茎粗增粗；开花期明显延迟约10 d。调查转pAMIR390基因的烟草叶长与叶宽分别为38.5cm和21.2cm；而相同叶位非转基因植株叶长与叶宽分别为31.5cm和11.8cm，在叶宽这一指标上转基因植株比非转基因植株多出9.4cm。非转基因植株距地面5 cm的茎粗0.94cm，而转基因植株达到1.61cm。本研究发表论文5篇，其中SCI论文2篇。