微生物所揭示miRNA调控植物生长素信号途径的机制-基因农业网

微生物所揭示miRNA调控植物生长素信号途径的机制

2015-04-29 | 作者: 微生物研究所 | 标签: 植物生长素

microRNA(miRNA)是一类广泛存在于生物体的21nt到24nt的短的非编码RNA,通过碱基互补配对的方式介导其靶标mRNA的剪切或者抑制其翻译。在植物中,miRNA主要通过剪切靶标mRNA调控生长发育以及抗病抗逆作用。植物生长素(auxin)信号途径在植物生长发育过程中具有重要的调控作用。通常情况下,AUXIN/INDOLE ACETIC ACID (Aux/IAA)蛋白与转录因子结合,抑制auxin信号途径。当细胞产生或外施auxin时,Aux/IAA蛋白被泛素化降解而启动auxin信号途径。miRNA调控植物auxin的受体和多个转录因子,但是在植物auxin途径中,miRNA以及mRNA之间的调控网络还远没被完全诠释。

利用生物信息学、分子生物学以及遗传学手段,中国科学院微生物研究所郭惠珊课题组在模式植物拟南芥中发现一个低水平表达的miRNA(miR847)受auxin诱导;miR847靶向并剪切下调Aux/IAA抑制蛋白IAA28的mRNA。高表达miR847的转基因拟南芥的根和叶片都表现出典型的auxin诱导特征,如:侧根和叶片数目增多,叶面积增大,以及叶边缘呈现锯齿状等;与敲除IAA28的突变体iaa28表型相似。进一步研究发现,miR847与IAA28具有相同的表达模式,共定位于侧根起始位点,顶端分生组织,以及叶缘等分裂能力较强的组织;同时,miR847转基因植物和iaa28中细胞周期相关基因表达水平提高,从而增强叶齿细胞的分裂能力,延长拟南芥后期叶片的生长及锯齿形状的产生;这些结果证明了miR847负调控IAA28 mRNA而激活生长素信号途径。她们的研究揭示了植物以IAA28蛋白的泛素化降解结合miR847/IAA28 mRNA调控模块实现auxin信号途径的快速去抑制化。

该项研究成果发表于植物科学领域国际期刊The Plant Cell。郭惠珊课题组的博士研究生汪晶晶为论文的第一作者,研究员郭惠珊为通讯作者。研究得到国家自然科学基金重点项目和科技部“973”项目的资助。


过表达miR847转基因拟南芥(miR847-ox)和IAA28敲除突变体(iaa28-ko)表型相似

来源:微生物研究所

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