番茄中與致病密切相關miRNA的挖掘及特性分析

孫廣鑫,欒雨時,崔娟娟

大連理工大學生命科學與技術學院,大連 116024

MicroRNA(miRNA)普遍存在于生物體內,是由內源基因編碼的長度為22nt左右的單鏈非編碼小分子 RNA[1],可與 RNA誘導沉默復合體(RNA-induced silencing complex,RISC) 結合識別其靶mRNA。植物中miRNA序列高度保守并呈現出獨特的表達時序性和組織特異性。在植物細胞核中,內源miRNA基因先形成前體轉錄本pri-miRNA,然后被加工形成較為穩定的初級莖環結構,再進一步形成具有發夾結構的 pre-miRNA,最后經 DCL1酶剪切形成 miRNA/miRNA*雙鏈復合體,從細胞核進入細胞質形成成熟的 miRNA[2],與 RISC結合后作用于靶基因,發揮其翻譯阻遏或者降解作用[3]。miRNA參與植物生長發育的多種生理生化過程以及各種生物與非生物脅迫反應[4]等。

番茄作為重要的園藝作物,不僅具有很高的經濟價值,而且在生命科學研究中也占有舉足輕重的地位。由于番茄具有易雜交、繁殖系數高、遺傳資源豐富、突變體庫較多、遺傳圖譜廣泛、遺傳轉化體系高效穩定等特性,使其成為作物研究中的模式植物之一。在植物與病原物互作的研究方面,由于番茄基因組復雜且病原種類豐富,陸續得到了眾多的理論信息[5]。2009年,Feng等[6]率先檢測了與病毒相關的番茄 miRNA,其后的研究表明 miRNA在黃瓜花葉病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)、番茄不孕病毒(Tomato aspermy virus,TAV)、番茄卷葉新德里病毒(Tomato leaf curl new delhi virus,ToLCNDV)、番茄灰霉病等病害的防御和發生中均發揮著重要的調控作用。因此,對miRNA的抗逆功能研究可為番茄種質資源改良提供一定的理論依據。

目前對 miRNA的挖掘主要有直接克隆(Direct cloning)、正向遺傳學(Forward genetics)篩選和生物信息學(Bioinformatics)分析等方法。……