芥藍miR172家族成員進化特性比較及時空表達分析

李文靜，王杏茹，劉 濤，陳冰星，賴鐘雄，郭容芳*

(1 福建農林大學 園藝植物生物工程研究所，福州 350002；2 福建農林大學 園藝學院，福州 350002)

自從2002年植物的microRNA(miRNA)第一次被報道之后，人們逐漸獲得了大量關于植物miRNA生物合成、作用機制以及可能的生物學功能等方面的信息[1-2]。植物中的miRNA是一類長度約為20～25 nt的單鏈非編碼小分子RNA[3]。2008年，Brodersen等[4]發現，miRNA除了通過剪切靶基因的轉錄產物使其沉默外，還可以通過抑制蛋白質翻譯的方式使靶基因沉默。

植物miRNA通過RNase Ⅲ家族Dicer-like1結合雙鏈RNA結合蛋白、HYPONASIIC LEAVESI蛋白和 SERRATE蛋白，將miRNA雙鏈核苷酸從miRNA初級體(pri-miRNA)轉錄本中切除[2]。pri-miRNA包含半自我互補的折疊或莖環結構，即miRNA的前體(pre-miRNA)，可產生成熟的miRNA[5]。miR172是較早被發現的miRNA，在植物中非常保守，其作用方式和生物學功能已經研究得較為深入。2010年，Werner等[6]對擬南芥pri-miR172a進行了廣泛的結構功能分析，確認了遠端折疊結構對miR172a加工的重要性。

miR172參與到植物發育的多種過程中，如開花、塊莖形成、結瘤和果實發育等[7]。在模式植物擬南芥中，miR172在轉錄和翻譯上抑制其靶基因APETALA2(AP2)作用的發揮，從而參與到花器官的形態發生；miR172還可以通過調控靶基因TARGETOFEAT1 (TOE1)、TARGETOFEAT2 (TOE2)和TARGETOFEAT3 (TOE3)控制開花時間的早晚。在擬南芥中，共發現了5個功能冗余的pre-miR172a-e，經加工后形成3個成熟的miR172a-c。目前，miR172的同源物已經在水稻、大麥、番茄、大豆、馬鈴薯中分離得到。通過比較基因組學的方法，十字花科植物中的miR172也從其基因組序列中進行了預測，2014年，Shivaraj等[8]的研究表明，在甘藍中，共有4種miR172，其中包括1個miR172a、3個miR172b、2個miR172d和2個miR172e。本研究篩選分析芥藍miRNA數據庫(SRP076430、SRS1497183和SRX1837757)[9]，獲……