本发明专利技术公开了一种水稻miR390在增加植物镉胁迫敏感性中的应用，所述水稻miR390的碱基序列如SEQ?ID?NO.1所示。本发明专利技术通过将水稻miR390转化到水稻愈伤组织，将获得的T2代种子播种在含镉培养液中，发现过表达miR390的水稻植株对镉敏感。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能基因组学领域，尤其涉及一种水稻miR390在增加植物镉胁迫敏感性中的应用。
技术介绍
近年来，随着我国工业化和城市化进程的不断发展，重金属污染事件亦呈现出愈演愈烈的趋势。因重金属造成的水源和土壤污染已对中国的生态环境、食品安全、百姓身体健康和农业可持续发展构成严重威胁。据估算，目前全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染，全国每年因重金属污染的粮食高达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。由于重金属在土壤中的存留时间短则数十年(如镉)，长则数万年(如铅)，要彻底解决现有问题并非易事。水稻是世界上最重要的农作物，全球一半以上的人口以稻米为主食， 我国是世界上第一种稻大国，目前我国稻米中重金属超标，如各地出现的镉米、汞米等事件已引起了国家各部委的高度重视。因此，如何在轻度重金属污染的土壤中进行农作物的安全生产，如何利用植物进行大规模污染土壤的修复，这对保障农产品安全、生态安全和人们的健康，促进农业生产的可持续发展意义重大。植物在长期的进化过程中产生了对重金属的多种抗性以及对重金属的超积累。近年来科学家对重金属胁迫的抗性机理从生理生化与分子水平上开展了大量的研究工作，一些与植物重金属耐性相关的基因也得到了鉴定与功能的描述，如植物螯合肽和金属硫蛋白在植物对重金属的解毒作用中发挥了重要功能。近年来发现植物参与环境胁迫响应还有另一类重要的功能基因即调节基因，它们通过调控其下游许多逆境诱导基因的表达而间接影响代谢与生理过程，但有关这一类与重金属耐性相关的调节基因研究报道甚少。对此问题的探索将有利于加深人们对基因调控和重金属胁迫耐受性以及重金属超积累的理解与生理分子机理的阐明。随着生长和环境条件的变化，正确调节基因表达是植物正常生长和适应各种胁迫的基础，过去基因表达的研究主要集中在转录水平，随着众多内源小RNA不断发现及其功能研究，人们开始认识到基因转录后水平的调节在植物逆境反应中也起着非常重要的作用，尤其是内源小RNA对基因转录后水平的调节。MicroRNA(miRNA)就是一种新型调控基因表达的小分子RNA。miRNA自从发现以来就成为生命科学领域的研究热点。目前已知的植物 miRNA的功能主要表现在调控植物发育的各个方面，其中靶基因多数是植物发育模式的细胞分化中相关转录因子。而这些靶基因调控的植物生长发育过程主要包括激素信号传导、 细胞代谢、器官分化、育性转换、花器官的形成与生殖。这显示出在生物体内miRNA组成了一个巨大的分子调控网络，它处于基因表达调控的中心位置，是基因进行精细调控必不可少的重要手段，在不同层次上(转录、转录后、翻译等)对靶基因进行调控，并与蛋白-蛋白相互作用网络相对应，调节细胞的生命活动。研究发现miRNA在干旱、冷害、重金属等环境胁迫的响应过程中发挥重要作用。并且，随着内源小RNA的发现及其功能研究，利用小RNA 技术改良植物对生物与非生物胁迫的耐性成为了一个重要的技术手段。miRNA对重金属胁迫应答调控机制的研究，可从基因表达调控网络方面进一步探明植物重金属胁迫应答的分子机制；同时也可通过转基因技术改良作物，增强作物对重金属的耐性与环境适应，培育可食部分重金属低积累的品种，及优良重金属超积累型植物，为土壤重金属污染的植物修复技术提供材料。近年来的研究表明，miRNA在植物重金属胁迫响应过程中扮演着重要角色。杨志敏等发现在甘蓝型油菜和蒺藜苜蓿中，部分miRNA的表达可受重金属镉的诱导与调节(Xie， F. L. , Huang, S. Q. , Guo, K. , Xiang, A. L. , Zhu, Y. Y. , Nie, L. , Yang, Ζ. Μ. Computational identification of novel microRNAs and targets in Brassica napus. FEBS Lett,2007, 581 :1464-1474.)。他们还构建镉胁迫下水稻幼苗的small RNA文库，克隆了 19个新的 miRNA,并发现其中多数miRNA在镉胁迫下表达发生变化，如miR604在镉处理下表达下调， 其靶基因脂转移蛋白表达上升。而且脂转移蛋白参与植物多种抗逆性反应并介导植物激素信号转导等过禾呈(Huang, S. Q. , Peng, J. , Qiu, C. Χ. , Yang, Ζ. Μ. Heavy metal-regulated new microRNAs from rice. J. Inorg. Biochem，2009，103 :282e287.)。朱健康等在 2006 年研究发现miR398在拟南芥抵抗强光、重金属Ciui^e等氧化胁迫中发挥作用在氧化胁迫条件下，miR398的表达量被诱导降低，miR398调控的Cu/Si超氧化物歧化酶(CSDs)mRNA的表达量升高，Cu/Zn超氧化物歧化酶可快速地将超氧化物转变成过氧化物和分子氧，组成了抵抗高毒性超氧化物的第一道防线，导致拟南芥对重金属胁迫的耐受性也大大增加(Simkar， R. , Kapoor, A. , Zhu, J. K. Posttranscriptional induction of two Cu/Zn superoxide dismutase genes in Arabidopsis is mediated by downregulation of miR398 and important for oxidative stress tolerance. Plant Cell, 2006,18 :2051-2065)。miR390在拟南芥、玉米、水稻等植物中保守。拟南芥中miR390的靶基因为TAS3， TAS3可在miR390的介导下产生系列ta_siRNA，其作用于生长素响应因子(ARF3和ARF4) 的mRNA。即miR390通过介导miR390-TAS3_ARF2/ARF3/ARF4途径，从而参与生长素信号转导。水稻中miR390的靶基因为富含亮氨酸的类受体蛋白激酶(rec印tor-like protein kinase, RLK)。由于miRNA及其靶基因的共同保守性，可推测水稻中miR390及靶基因可能与生长素应答途径相关。另外文献报道，miR390的靶蛋白RLK是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，它参与植物抗逆性反应、调节植物发育和介导植物激素信号转导等过程。如水稻的 LRR型类受体蛋白激酶OsRLKl基因受低温和盐胁迫诱导表达，但有关RLK蛋白激酶在重金属胁迫中的作用尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术提供了一种水稻miR390在增加植物镉胁迫敏感性中的应用。一种水稻miR390在增加植物镉胁迫敏感性中的应用，所述水稻miR390的碱基序列如SEQ ID NO. 1所示。优选的，所述植物为水稻。具体方法为将包含所述水稻miR390的前体基因连接到载体上，通过农杆菌介导转化到水稻愈伤组织，筛选，培养，获得转基因株系。由于miRNA本身序列很短，只有20几个bp，而前体序列相对较长，连接到载体上， 有利于转化实现，优选的，所述前体基因的碱基序列如SEQ ID N0. 2所示。本专利技术通过将水稻miR390转化到水稻愈伤组织本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．水稻ｍｉＲ３９０在增加植物镉胁迫敏感性中的应用，所述水稻ｍｉＲ３９０的碱基序列如ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ．１所示。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱诚，丁艳菲，刘海丽，王飞娟，江琼，潘家荣，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：86
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