[发明专利]白菜热诱导miRNA及其鉴定

说明书

技术领域

本发明涉及白菜保守和新miRNA家族中热诱导miRNA及其鉴定。

背景技术

白菜是一类品种繁多的蔬菜作物，比较基因组学的工作揭示白菜和拟南芥有着非常保守的线性排列和染色体片段的共线性关系，推测它们是在大约13到17百万年前从一个共同的祖先那里进化而来(Mun et al.，2009)。因为白菜在进化中发生了相当于拟南芥全基因组范围内三倍化的事件，所以白菜有着拟南芥相对应序列的三个同源片段。在许多区域白菜类的蔬菜作物经常受到高温的胁迫。全球范围内，相当一部分农作物的损失是由于高温和其伴随的其他逆境胁迫造成(Mittler，2006)。虽然抗热分子育种已经成为可能，但作物的基因改良因为缺乏抗热基因资源而受到限制。

植物内源的小片段非编码RNA参与到了植物对非生物胁迫的响应中。小RNA主要分为四大类：微小RNA(microRNAs)，反式作用干扰小RNA(ta-siRNAs)，天然反义转录小RNA(nat-siRNAs)和重复序列相关小RNA(ra-siRNAs)(Jamalkandi et al.，2009)。植物典型的miRNA大约21nt，由DCL1/HYL1复合体从形成茎环结构的前体中加工而成(Kurihara et al.，2006)，进入到RISC复合体中剪切靶基因，发挥植物发育和逆境响应方面的调控(Shukla et al.，2008；Chen X，2009)。最近几年的工作揭示了植物和动物中miRNA更复杂的加工机制。大部分已知miRNA是从基因间区域转录而来的，但也有小部分来自基因内含子区域(Babiarz et al.，2008；Zhu et al.，2008)、或者外显子区域(Li et al.，2010)、转座子(Devor E et al.，2009；Piriyapongsa et al，2008)甚至tRNA区域(Keita.，2010)。同时最近也报导了miRNA加工途径和其他小RNA加工途径之间的交叉互作。例如，长度22nt的miRNA而非21nt的经典miRNA激活了次级干扰小RNA的产生(Axtell et al.，2006；Cuperus et al.，2010；Chen et al.，2010)；miRNA的前体茎环结构也能进入DCL3/RDR2加工途径产生24nt的小RNA(Vazquez et al.，2008；Chellappan et al.，2010)。miRNA通常被认为发挥的是剪切靶基因和翻译抵制的作用(Brodersen et al.，2008)，但最近发现来自miRNA前体的24nt小RNA也参与到了在转录前水平对靶基因的甲基化作用(Wu et al.，2010，Chellappan et al.，2010)。另一方面，在拟南芥和水稻中通过高通量的降解组测序验证了许多受miRNA剪切的靶基因(German et al.，2008；Addo-Quaye et al.，2008；Li et al.，2010；)。miRNA及其靶基因在时期转换(Wang et al.，2009；Wu et al.，2009)、激素信号传递(Mallory et al.，2005；Reyes et al.，2007)和极性分化方面(Zhou et al.，2007；Sieber et al.，2007；Liu et al.，2010；Liu et al.，2011)扮演着重要角色，同时在抵御逆境比如干旱(Li et al.，2008，Martin et al.，2010)、过氧化(Sunkar et al.，2006)和缺磷胁迫(Fujii et al.，2005)方面发挥作用。其中miR398在过氧化胁迫下显著下调。拟南芥中miR398靶向两个高度同源的铜锌超氧化物歧化酶CSD1和CSD2，调控了植物对过氧化胁迫的耐受性(Sunkar et al.，2006)。但是，在全基因组水平上哪些白菜miRNA响应热胁迫还没有被报导。总的来说，在白菜保守和特异miRNA家族中鉴定热诱导miRNA可进一步提高我们对植物抗热机制的了解。