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摘要香鳞毛蕨[Dryopterisfragrans(L.)Schott]系鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)鳞毛蕨属(Dryopteris)多年生药用草本植物，是一种在火山熔岩生境生长的先锋蕨类植物，能够产生大量挥发性具香气的萜类物质。研究表明，萜类化合物的生物合成途径会受到多种生理生态因子的影响和调控，而紫外线-B(Ultraviolet-B,UV-B)作为一种重要的光生态因子，可诱导萜类生物合成中关键基因的表达，使萜类化合物产量增加。然而，UV-B调控香鳞毛蕨萜类代谢途径的机制仍然不清楚。<br>　　本研究用自然光和UV-B处理香鳞毛蕨植株作为对照组和实验组，分别在0、2、4和6d取香鳞毛蕨叶片;首先利用GC-MS检测香鳞毛蕨植株萜类物质含量的基础上，然后对其进行mRNA-seq和miRNA-seq来深入挖掘UV-B调控植物萜类代谢途径关键的miRNA和mRNA;加权基因共表达网络(WGCNA)分析发现DfmiR156b与DfSPL3和牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶基因(DfGGPPS1)存在关联性;在此基础上，利用酵母单杂交、5''RACE和烟草瞬时共转化分别鉴定了DfmiR156b与DfSPL3之间的靶向关系及DfSPL3与DfGGPPS1的调控关系;同时qRT-PCR检测香鳞毛蕨DfSPL和DfGGPPS基因家族成员在UV-B处理条件下的表达模式;通过遗传转化分别获得了OE-DfMIR156b和OE-DfGGPPS1烟草植株，并利用qRT-PCR检测了OE-DfMIR156b和OE-DfGGPPS1过表达植株萜类代谢相关基因的表达水平;利用GC-MS检测了OE-DfMIR156b和OE-DfGGPPS1过表达植株的萜类物质含量，为UV-B诱导调控香鳞毛蕨萜类代谢的研究提供了理论依据。主要研究结果如下:<br>　　(1)GC-MS检测结果显示，与对照组相比，UV-B处理可促进香鳞毛蕨叶片萜类物质含量显著增加，在UV-B处理4d时萜类物质含量达到峰值。因此，选择UV-B处理4d的香鳞毛蕨叶片进行mRNA-seq和miRNA-seq联合分析。<br>　　(2)mRNA-seq和miRNA-seq鉴定结果表明，对照组与UV-B处理4d时香鳞毛蕨叶片间共有差异表达基因(differentiallyexpressedgene,DEG)4533个和差异表达miRNA(differentiallyexpressedmiRNA,DEM)19个;mRNA-miRNA分析鉴定出由8个DEM和115个miRNA组成的mRNA靶基因对;靶基因的GO(GeneOntology)和KEGG(KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes)分析结果表明，靶基因主要富集于二萜生物合成、萜类骨架生物合成、植物激素信号转导、MEP途径和MVA途径;WGCNA结果显示，UV-B通过DfmiR156b-DfSPL3-DfGGPPS1网络参与香鳞毛蕨萜类物质合成。<br>　　(3)在烟草中过量表达DfMIR156b获得了转基因植株OE-DfMIR156b-L1-4;qRT-PCR结果显示，OE-DfMIR156b-L3和OE-DfMIR156b-L4的靶基因(NtSPL6、NtSPL6XI和NtSPL6-6)萜类化合物生物合成关键酶基因(NtDXS2、NtHMGR和NtGGPPS)和萜烯合酶基因(NtTPS2和NtTPS21)表达量低于WT和VC植株;GC-MS检测结果显示，OE-DfMIR156b-L3和OE-DfMIR156b-L4的萜类物质含量低于WT和VC植株。<br>　　(4)从香鳞毛蕨的基因组数据库中筛选出12条DfSPL基因，分别命名为DfSPL1-DfSPL12,共分为4个亚家族;亚细胞定位分析表明，DfSPL1-DfSPL12均定位于细胞核;qRT-PCR检测结果显示，与对照组相比，UV-B处理香鳞毛蕨叶片的DfSPL3基因表达量在2-6d显著增加。<br>　　(5)qRT-PCR结果显示，与对照组相比，DfmiR156b表达量在UV-B处理条件下显著下降，其靶基因DfSPL3的基因表达量在UV-B处理后显著升高;5''RACE和烟草瞬时共转化结果表明，DfmiR156b靶向与于DfSPL3基因。<br>　　(6)qRT-PCR结果显示，在UV-B处理条件下，DfGGPPS1与DfSPL3基因表达量的变化规律相似;酵母单杂交和烟草瞬时共转化结果显示，DfSPL3能够识别ProDfGGPPS1的GTACBox位点，调控DfGGPPS1的表达。<br>　　(7)从香鳞毛蕨的基因组数据库中筛选出5条DfGGPPS基因，分别命名为DfGGPPS1-DfGGPPS5,共分为3个亚家族;亚细胞定位分析表明DfGGPPS1-DfGGPPS5均定位于叶绿体;qRT-PCR结果显示，与对照组相比，UV-B处理香鳞毛蕨叶片的DfGGPPS1基因表达量在2-6d显著增加。<br>　　(8)在烟草中过量表达DfGGPPS1获得了转基因植株OE-DfGGPPS1-L1-6;qRT-PCR检测结果显示，OE-DfGGPPS1-L1和OE-DfGGPPS1-L2萜烯合酶基因(NtTPS21、NtTPS2b和NtTPS7)表达量高于WT(wild-type)和VC(vectorcontrol)植株;GC-MS检测结果显示，OE-DfGGPPS1-L1和OE-DfGGPPS1-L2萜类物质含量高于WT和VC植株。<br>　　综上所述，本研究验证了证明了DfmiR156b的靶向基因为DfSPL3,且DfSPL3可以调控DfGGPPS1基因表达;UV-B通过DfmiR156b-DfSPL3模块调节DfGGPPS1参与萜类代谢。研究所获结果为UV-B调控香鳞毛蕨萜类代谢机制的研究提供了理论依据。