mir399调控大豆磷平衡及开花的初步研究

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1、学校代码：10564学号：2013200217分类号：S565.1密级：硕士学位论文miR399调控大豆磷平衡及开花的初步研究陶平指导教师：王金祥副教授学院名称：农学院专业名称：植物学答辩委员会主席：王秀荣研究员中国·广州2016年6月华南农业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果

2、由本人承担。作者签名：日期：年月日摘要MicroRNA（miRNA）是一类非编码小分子RNA，miRNA对植物的生长发育以及适应生物和非生物胁迫起十分重要的作用。近年来越来越多证据表明：在植物适应养分胁迫方面，miRNA同样起重要作用。磷是植物生长发育必不可少的大量营养元素，miRNA调节拟南芥和水稻适应低磷的相关机制已部分被揭示，但目前对大豆磷养分相关miRNA的功能的了解还很有限。本研究以过表达MIR399e和MIR399g的大豆和拟南芥为材料，研究了miR399在调控大豆磷营养平衡中的作用和对开花的影响。主要结果如

3、下：（1）大豆miR399是保守的磷响应miRNA，其表达明显受低磷诱导；其靶基因GmPHO2-1的表达水平与miR399负相关，且低磷抑制GmPHO2-1的表达。（2）GmIPS1是低磷响应相关非编码RNA基因，其表达水平在高氮条件下显著受短期（7天）低磷诱导，而在低氮条件下，低磷处理却不诱导其表达。但在高氮及低氮条件下，长期（40天）低磷处理均诱导IPS1表达。（3）GmMIR399e和GmMIR399g启动子主要在转基因拟南芥的叶、花柄、果柄的维管组织中活动，在根中也有活性；其活性明显受低磷诱导。在转基因大豆中Gm

4、MIR399e和GmMIR399g启动子主要在叶部维管组织和根部成熟区活动。（4）过表达大豆MIR399g导致转基因拟南芥地上部生物量减少，可溶性磷浓度增加，植株出现磷中毒表型，叶片边缘焦黄坏死。（5）高氮水平下，过表达MIR399e和MIR399g转基因大豆总根长和根表面积均增加。在高磷高氮和低磷高氮条件下，过表达大豆MIR399e或MIR399g增加大豆生物量；而在低磷低氮条件下，OE-MIR399g-1的鲜重比野生型高71.9%,OE-MIR399e株系与野生型差异不明显。（6）高磷高氮营养条件下，过表达MIR39

5、9e转基因大豆总磷和总氮含量增加，而在其他三种养分条件下与野生型没有差异。在所有氮磷养分条件下，OE-MIR399g-1总磷含量和总氮含量均比野生型高。（7）高磷水平下，过表达MIR399e转基因大豆株系老叶中的可溶性磷高于野生型，而且低氮高磷处理下可溶性磷比高氮高磷积累得更多。（8）过表达MIR399e/g在叶部抑制GmPHO2-1的表达水平，对GmIPS1表达量没有影响。在接种根瘤菌后40天根瘤中，过表达MIR399e/g没有影响GmPHO2-1、GmIPS1、IGmPT5的表达水平，表明叶部和根瘤磷营养平衡机制存在

6、差异。（9）与野生型相比，高磷高氮条件下OE-MIR399e-6和OE-MIR399e-7分别提前4和7天开花；在低磷高氮条件下，OE-MIR399e-6和OE-MIR399e-7分别提前4和5天开花。综上所述，大豆miR399e和miR399g在调节大豆磷养分平衡和开花中起重要作用。关键字：miR399；大豆；磷平衡；开花IIStudiesontherolesofmiR399inphosphorushomeostasisandfloweringtimeinsoybeanTaoPing(RootBiologyCenter

7、&CollegeofAgriculture,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)Abstract:MicroRNA(miRNA)isaclassofnon-codingsmallRNA,miRNAplayscrucialrolesinplantgrowth,developmentandadaptationstobioticandabioticstresses.EmergingevidencecsverifiedthatmiRNAalsoplaysi

8、mportantrolesinplantadaptationstonutrientstresses.Phosphorus(P)isanessentialmacronutritentelementforplantgrowthanddevelopment.Theunderlyingmechanismsfortheregu