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miR159-GAMYB途径调控植物生长发育的研究进展

2021-11-06黎猛陈跃胡凤荣

生物技术通报 2021年9期
关键词:植物

黎猛 陈跃 胡凤荣

(1. 南京林业大学风景园林学院,南京 210037;2. 浙江省农业科学院园艺所,杭州 310000)

microRNA(miRNA)是一类在动植物中广泛存在和在进化上保守的一段不具有开放性阅读框、不编码蛋白质的长度为20-24 nt的非编码小分子RNA[1]。microRNA的生物合成通过转录、加工成熟和功能复合体装配3个步骤完成,先后形成初级miRNA(pri-miRNA)、前 体miRNA(pre-miRNA)和双链片段miRNA(miRNA/miRNA*),最后miRNA与AGO蛋白结合成RISC沉默复合物来完成功能调控[2]。microRNA主要通过调控下游的靶基因来发挥作用,其与靶基因的mRNA互补配对来切割mRNA或者抑制mRNA翻译[3],此外microRNA还可以调控基因的甲基化[4-5]。众多研究表明,microRNA广泛参与植物生长发育、信号传导、逆境胁迫响应等多个生命过程[6],因此研究microRNA的机理、生物学功能等具有重要意义。

microRNA159(miR159)家族是一类普遍存在于双子叶植物和单子叶植物中的长度为21 nt的古老microRNA家族[7]。作为一类高度保守的microRNA,大量植物的小RNA测序实验揭示,miR159是植物中表达量最多的一类microRNA[7]。MYB转录因子家族是最大的转录因子家族之一,具有MYB结构域的转录因子叫做MYB转录因子,其N端是高度保守的MYB结构域,根据该结构域R结构的个数和重复种类分为4类:(1)1R-MYB(R1/2,R3),(2)R2R3-MYB,(3)3R-MYB(R1R2R3-MYB)和(4)4R-MYB[8-9],其中R2R3-MYB转录因子是MYB转录因子家族中数量最多的[10]。研究表明一类编码R2R3 MYB转录因子的GAMYB基因是miR159主要的靶基因,因为这类MYB基因在大麦种子糊粉中响应GA信号,该基因编码的MYB转录因子可以激活GA信号下游的α-淀粉酶基因和水解酶基因等基因的表达,所以这类MYB基因又叫“GAMYB”[11]。

miR159调控GAMYB在植物营养生长、开花诱导、雄性生殖、花器官发育、植物育性……

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