[發明專利]microRNA444a或其編碼基因在調節水稻耐鹽性中的應用

有效

• 申請號: 201310009657.X
• 申請日: 2013-01-10
• 公開（公告）號: CN103923917A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 種康;陳麗萍;馬巖;郭思義;牛遇達;徐云遠
• 申請（專利權）人: 中國科學院植物研究所
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/11;C12N15/63;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其涉及一種microRNA444a或其編碼基因在調節水稻耐鹽性中的應用。

背景技術

真核細胞中存在大量的非編碼RNA，～22nt的小RNA是其中一類非常重要的調控RNA，主要包括siRNA和miRNA兩種類型，二者均由類似RNaseⅢ的核酸內切酶Dicer加工產生，隨后進入沉默復合體抑制靶基因表達。miRNA是真核生物基因表達中的一類負調控因子，主要在轉錄后水平上通過介導靶基因mRNA的切割或抑制翻譯以及染色體修飾來調節植物基因的表達，參與調控植物器官的形態建成、生長發育、激素分泌、信號轉導以及對外界環境脅迫的應答能力等生物學過程，是一種新的基因調控模式。從2002年證實miRNA在植物中的存在以來，關于植物miRNA的研究進展異常迅速，短短幾年內就己發現了200多種。植物在進化過程中為了適應各種環境產生了復雜的適應機制，體現在分子水平上主要通過轉錄水平和轉錄后水平調控眾多相關基因的表達來抵抗各種環境脅迫。如機械力、干旱、鹽堿、低溫等非生物脅迫在轉錄或轉錄后調控植物特定基因的表達，這些基因的表達反過來又賦予植物抗逆性?？梢妋iRNA在生物生長發育的各個時期都扮演著重要的角色，調控許多重要的生物途徑，處于基因調控網絡的核心位置。

在植物中，研究發現多個抑制靶基因翻譯的miRNAs(Aukerman?and?Sakai,2003;Gandikota?et?al.,2007)。一般來說植物中抑制靶基因翻譯的miRNA主要結合靶基因的3’-UTR區，有時也作用于5’-UTR區(Sunkar?and?Zhu,2004)。在擬南芥中，miR172既可以切割靶基因AP2的mRNA，也可以抑制蛋白的表達(Aukerman?and?Sakai,2003;Chen,2004)，主要以抑制翻譯的作用為主。miR156/157和miR854也是通過抑制翻譯調節靶基因的表達(Arteaga-Vazquez?et?al.,2006;Gandikota?et?al.,2007)。切割靶基因是植物中miRNA主要調節方式，而抑制靶基因翻譯是動物中主要調節方式。近年來研究發現植物中也存在抑制靶基因翻譯這樣的調節方式，這兩種方式在很多時候共同存在。最近研究發現miRNA可介導靶基因位點和組蛋白的甲基化，進而抑制靶基因的表達。

在植物生長和發育過程中miRNAs起著重要的調節作用，包括生長發育、代謝、信號傳導和植物的脅迫響應(Chen,2004;Lauter?et?al.,2005;Li?et?al.,2005;Mallory?et?al.,2005;Wang?et?al.,2005;Chiou?et?al.,2006;Sunkar?et?al.,2006;Gandikota?et?al.,2007;Jung?et?al.,2007;Wang?et?al.,2008b;Wang?et?al.,2009;Wu?et?al.,2009;Jiao?et?al.,2010a)。對已克隆miRNAs進化分析發現僅有一部分miRNAs且相應靶基因編碼轉錄因子是保守的（miR156、miR172和miR399等），而很大一部分miRNAs及靶基因是不保守的（miR444、miR396d,e和miR824等）(Fahlgren?et?al.,2007)。2005年朱健康課題組在研究水稻中miRNAs時，發現了一個新的miRNA(miR444a)，它在單子葉植物中十分保守，比如在水稻、小麥、大麥和玉米中都發現它的存在，擬南芥中沒有檢測到它的表達。作者通過5’RACE和生物信息學分析方法確定miR444a調節的靶基因為OsMADS57(Sunkar?et?al.,2005;Kutter?et?al.,2007;Lu?et?al.,2008)。組織表達模式顯示miR444a在水稻的葉片、莖、根、花序和幼苗都有表達(Sunkar?et?al.,2005)。生物信息學分析表明miR444a與OsMADS57互補位點在OsMADS57編碼區內且它們在序列上高度互補。