渠慎春,耿晓月,余心怡,曹丽芳

(南京农业大学园艺学院,江苏 南京 210095)

miRNA(microRNA)是一类来自真核生物、长度为18～24 nt的内源性非编码小分子RNA,由具有发卡结构的单链RNA前体剪切形成,在植物基因表达调控中发挥重要功能[1-2]。1993年miRNA lin-4在秀丽隐杆线虫(Caenorhabditiselegans)中首次被发现,但直到2002年第1个植物miRNA才在拟南芥中被发现[3-4]。miRNA通过与目标mRNA特异性碱基配对,对其目标mRNA切割降解或翻译抑制,从而发挥转录后的负调控功能[5]。miRNA的目标基因多为转录因子,主要参与植物的生长发育、信号转导及响应逆境胁迫等基本生物过程[6]。植物在生长发育过程中会受到多种环境胁迫的影响,大多数生物和非生物胁迫会引起氧化胁迫,损伤细胞结构最终导致植物死亡[6]。miRNA介导植物防御的分子机制复杂而多样,既能调控寄主目标基因的表达,也能跨界操纵病原菌基因的表达[7]。

1 植物miRNA的合成及作用机制

1.1 植物miRNA的合成

植物miRNA由内源miRNA(MIR)基因编码,经过转录、加工和RNA诱导沉默复合体(RNA-induced silencing complex,RISC)过程。细胞核内MIR基因在RNA聚合酶Ⅱ的作用下转录形成具有5′端“帽子”和3′端ployA尾巴结构的初级产物pri-miRNA[8]。pri-miRNA结构中含有不完全的双链发夹特殊结构,该结构在Dicer-like 1(DCL1)酶及其辅助因子作用下被特异性识别并加工形成具有茎环发夹结构的前体pre-miRNA[9-10]。在DCL1等酶的作用下,pre-miRNA茎环结构被加工形成具有miRNA/miRNA*复合体结构的双链miRNA[11]。miRNA/miRNA*双链进一步由甲基转移酶(Hua enhancer 1,HEN1)在3′端甲基化以防止miRNA的降解。随后,Hasty(HST)转运蛋白将甲基化修饰的双链miRNA由细胞核转运至细胞质中。在解旋酶作用下,双链miRNA解旋形成……