楊樹miRNA的靶基因預測及低氮脅迫表達分析

摘要：【目的】鑒定楊樹受低氮脅迫后miRNA的靶基因,分析靶基因在氮脅迫后的差異表達并探討其功能,為揭示楊樹低氮脅迫下miRNA的調控功能提供參考,并為樹木低氮營養高效利用育種提供重要的候選基因。【方法】根據miRNA的保守性及與靶基因的嚴謹互補配對關系,以楊樹miRNA為探針利用靶基因預測軟件psRNATarget,通過與毛白楊轉錄組的基因序列進行比對鑒定靶基因,進一步開展毛白楊受低氮脅迫后靶基因的差異表達分析及功能注釋。【結果】獲得了131個miRNA家族的242個miRNA成員對應的3 024個靶基因,分別參與了植物激素信號轉導、次生代謝產物的生物合成、氨基酸合成代謝、碳代謝和RNA運輸等通路。57個靶基因在低氮脅迫處理后發生顯著變化,其中受到誘導(29個)和抑制(28個)的基因數目相當。14個低氮脅迫響應的miRNA,其對應的11個靶基因也發生了顯著的差異表達變化,其中miRNA和靶基因表達量發生相反變化的有8個miRNA。本研究發現參與植物激素信號轉導的靶基因(2個)及參與代謝途徑的靶基因(6個)發生了差異表達。miR162的靶基因編碼ABC轉運蛋白,miR393運用于靶基因KAT2調節Na+和K+動態平衡,miR399的靶基因PIF3編碼光敏色素互作因子PIFs蛋白,這些miRNA及靶基因可能在楊樹響應低氮脅迫中發揮重要作用。【結論】本文鑒定到了毛白楊中一批低氮脅迫響應miRNA的靶基因,可調控楊樹對氮逆境脅迫信號的反應。這些miRNA及靶基因為進一步揭示miRNA及靶基因在低氮脅迫下的調控功能提供了研究線索,為樹木氮營養的高效利用改良提供了重要候選基因。