地黄体内miRNAs的差异表达与其连作障碍的关系

miRNAs是最重要的基因表达调控者。本课题拟在基因表达调控水平上，研究连作影响地黄生长发育过程的分子机理。以道地产区"温85-5"怀地黄品种为供试材料，设头茬地黄、重茬1年地黄2个处理，在隔离池种植。分别在地黄苗期、块根伸长期采集根、叶两个部位的植株样品，通过miRNAs的纯化、反转录、PCR、测序等，建立地黄不同时期、不同部位miRNAs的表达谱；比较处理间不同的miRNAs表达，找到连作地黄特异miRNAs；然后根据模式植物的基因序列，预测其靶基因，并阐明靶基因在导致地黄连作"毒害症状"中的作用；根据模式植物不同环境胁迫有不同的miRNAs类型响应的资料，比对地黄响应连作的特异miRNAs类型，判断地黄连作障碍的主导因子（群），为解决我国中药材生产中的连作障碍难题，提供理论依据和技术支撑，丰富和发展药用植物分子生态学理论。

地黄是块根类药材中连作障碍最严重的药用植物之一。miRNAs是基因表达的重要调控者。本项目在基因表达调控水平上，研究连作影响地黄生长发育过程的分子机理。以广泛种植的“温85-5”怀地黄品种为供试材料，设头茬地黄为对照、重茬1年地黄为处理，分别在地黄苗期、块根膨大前期采集植株（包括根、茎和叶），利用Solexa 测序、生物信息学和RT-PCR方法鉴定了地黄保守和新型的miRNAs，建立了重茬与头茬地黄miRNAs的表达差异谱，筛选了重茬地黄差异表达的miRNAs；利用生物信息学，预测了新型和差异miRNAs的靶基因，并进行功能分析；利用qRT-PCR方法分析关键miRNAs的表达模式。初步明确了关键miRNAs响应连作毒害的分子机理。完成了课题计划的预期目标。本研究成果为进一步筛选响应地黄连作障碍的“候选基因”，最终锁定响应连作障碍的关键基因，揭示地黄连作障碍的分子机制，开发消减连作危害的有效技术奠定了理论基础。丰富和发展了中药资源生态学理论，为其它植物连作障碍的分子机制研究提供了有益的借鉴。