[发明专利]一种与植物耐盐性相关的miRNA——tsa-miRn280及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种与植物耐盐性相关的miRNA，其为一种来源于盐芥的、能够调节植物耐逆性尤其是与耐盐性相关的新的miRNA，通过该miRNA的转基因操作可提高作物的耐逆性；本发明还涉及此miRNA的前体、其前体的编码基因及其用途，属于生物技术领域。 

背景技术

土壤盐渍化已成为影响农作物生长发育、产量和品质的一个重要因素，是农作物减产的主要原因之一。目前，世界上约有20%的可耕地和至少40%的灌溉田具有不同程度的盐渍化，随着人口的剧增及工业化的高速发展，可耕地面积急剧下降，不合理灌溉、工业污染的加剧和化肥使用不当，造成了大量良田的次生盐渍化，预计到2050年全球将有50%的耕地发生不同程度的盐渍化（Zhu，2001）。自然界中，植物对盐的适应有明显的差异，适应范围非常广泛，既有盐敏感的甜土植物，又有耐盐的盐生植物（Zhu，2001）。由于大多数农作物为盐敏感的甜土植物，盐依然是影响农作物产量的主要限制因子。目前，对植物耐盐机理的研究已有相当的进展，例如朱健康实验室关于拟南芥SOS1、SOS2、SOS3途径的发现及其耐盐机理的阐明（Zhu，2002），Blumwald实验室过量表达AtNHX1对于提高植物耐盐型所产生的影响（Blumwald,et al，1999）等。但目前国际上对植物耐盐机理的研究，主要集中于甜土植物，因而对于植物耐盐性机理的了解还存在一定的局限性。 

miRNA为广泛存在于真核生物中大约21-24nt的非编码RNAs，植物miRNAs大多为靶向转录因子等调控蛋白，从而处于植物基因表达调控的中心位置。而逆境胁迫（盐、硫或磷匮乏和氧化胁迫等）不仅会诱导植物蛋白质编码基因的表达，也诱导一些非蛋白质编码基因miRNA的表达。植物miRNAs是目前国际研究的热点，但仅有少数实验室关注耐盐相关miRNAs，且主要是以模式植物拟南芥和水稻等为试材，例如在拟南芥、水稻和杨树等物种中克隆到与盐、磷缺乏、硫缺乏、氧化和力学胁迫等相关的miRNAs；结果表明miRNAs作为靶蛋白的负调节因子，其调节功能不仅在于植物发育、也在对盐等逆境胁迫的应答等过程中担任重要的调控作用（Sunkar,et al,2004,2005,2007;Jones-rhoades,et al,2004;Mica,et al,2006）。 

盐芥(Thellungiella salsuginea)是与拟南芥近缘的植物耐盐分子遗传学研究的新模式系统（Bressan,et al,2001），盐芥的基因组测序已由美国农业部在2011年底完成，其基因组序列网站参见：http://www.phytozome.net/thellungiella.php。盐芥和拟南芥同为十字花科植物，在cDNA水平上两者存在90%～95%的相似性。但相对于甜土植物拟南芥，盐芥为 一种典型的盐生植物，能天然适应于盐胁迫的环境，即使短时间暴露于500mM NaCl也可完成其生长史（Inan,et al，2004；Taji,et al，2004）。随着盐芥基因组测序的完成，盐芥功能基因组学尤其是耐盐相关基因的功能已成为其研究工作的重点。 

鉴于土壤盐渍化已成为限制农业生产的主要因素之一，通过研究植物耐盐胁迫的生理生化和分子生物学机制，挖掘耐盐基因资源，并运用基因工程手段培育耐盐作物，对于提高农作物的产量具有重要的现实意义。因而，以盐芥这一耐盐分子遗传学研究的新模式系统为试材，进行其miRNAs及其与耐盐性关系的研究，具有一定的前瞻性和创新性。另外，在可检索的现有技术中，对盐芥miRNAs的研究还未见报道。 

主要参考文献： 

Zhu J.K.Plant salt tolerance.Trends in Plant Sci,2001,6:66-71. 

Zhu J.K.Salt and drought stress signal transduction in plants.Annu.Rev.Plant Biol.,2002,53:247-273. 

Apse M.P,Blumwald E,etal.Salt Tolerance conferred by Overexpression of a Vacuolar Na⁺/H⁺antiporter in Arabidopsis.Science.1999,285:1256-1258.