MiRNA对非呼吸跃变型果实草莓采后衰老的分子调控机制研究

我国是草莓生产大国，栽培面积和年总产量均居世界前列。其结果早、产量高，适宜于大棚栽种，因此具有很高的经济价值。但草莓果实属于浆果，不耐贮运，而且采后后熟和衰老很快，极易变质腐烂，货架期极短，严重制约了其经济效益的更大提高。本项目拟以草莓果实为材料，构建一个覆盖其衰老过程的miRNA文库，对克隆miRNA进行测序，设计探针并合成miRNA芯片和miRNA DNA甲基化芯片，利用miRNA芯片和miRNA DNA甲基化芯片筛选采后草莓果实衰老过程中具有调控作用的miRNA，通过过量表达和RNAi研究其在草莓果实衰老过程中的调控机制，并利用miRNA靶基因预测程序miRU (http://bioinfo3.noble.org/miRNA/miRU.htm)预测与果实衰老相关的miRNA靶基因，与过表达和抑制表达miRNA转基因草莓果实蛋白谱变化比较，分析草莓果实采后衰老的表观遗传调控机制。

由于非呼吸跃变型果实呼吸跃变高峰不存在，也没有植物激素大量出现促进成熟，果实必须在植物上完全成熟或接近完全成熟才可以采摘，以获得最佳的食用品质。但是果实采摘后会迅速衰老，变质腐烂，造成巨大的损失，严重制约其经济效益的更大提高。MicroRNAs (miRNA)是一类内源性非编码小RNA分子，几乎存在于所有的真核生物，负调控转录后基因表达。他们参与许多重要的生物过程，如生长发育，激素和应激刺激等。为了解析miRNA调节非跃变型果实草莓采后衰老的复杂机制，我们构建了4个小RNA库和1个降解组库，经过测序，我们分离到共88个已知miRNA和1224个新miRNA，并获得了103个被19个已知miRNA和55个新miRNA 调控的靶基因。这些靶基因参与了生物生长，代谢，防御反应，信号转导和转录调控等。其中，14个靶基因，包括NAC转录因子，生长素响应因子（ARF）和MYB转录因子等，被6个已知miRNA和6的新miRNA调控，可能参与了调控果实衰老。分析发现，在20℃贮藏条件下，与0 小时对照贮藏的草莓果实miRNA相比，24小时后有94个miRNA上调，64个miRNA下调。在低4℃低温贮藏下，与0小时对照贮藏的草莓果实miRNA相比，24小时后有108个miRNA上调，113个miRNA下调，48小时后有139个miRNA的表达上调，114个miRNA下调。为了进一步研究miRNA调控非呼吸跃变型草莓果实衰老机制，我们利用过表达或沉默技术研究了两个草莓果实miRNA，pc-5p-229923和miR164，目前已经获得了转基因苗，后续研究还在持续中。本研究为了解草莓果实采后衰老提供了重要基础，并对miRNA介导的非跃变型果实衰老研究奠定了重要基础。