黄瓜耐低温性相关的miRNA鉴定及其调控机理研究

miRNA的出现为我们提供了一个深入认识基因和基因表达调控本质的强有力工具。冬春季节的低温胁迫已成为制约设施园艺发展的瓶颈因素，黄瓜是典型的设施园艺作物，对其应答低温胁迫的miRNA进行系统鉴定和功能分析将有助于深入理解设施园艺作物耐低温的分子本质。本研究在通过对受低温胁迫的小RNA文库进行Solexa大规模测序的基础上，结合生物信息学技术获取黄瓜候选miRNA及其靶基因，并采用原位合成法制备miRNA芯片；然后以冷敏性和耐冷性黄瓜品种为材料，利用miRNA芯片研究低温胁迫条件下不同耐性品种miRNA的时空变化，筛选差异表达miRNA；同时利用本实验室自主开发研制的黄瓜cDNA芯片对抗性相关基因的时空变化开展研究；最后运用实时荧光定量PCR（QRT-PCR）技术鉴定与耐低温性相关的黄瓜miRNA、靶基因及抗性相关基因, 最终结合生理指标测定结果，揭示黄瓜miRNA调控的耐低温分子机理。

MicroRNAs (miRNAs)在植物发育和胁迫响应中发挥着重要的调控作用。作为典型的喜温设施园艺作物，黄瓜对低温非常敏感。但至今只有极少量的黄瓜miRNAs被鉴定，同时有关从实验学上鉴定黄瓜miRNAs靶基因及其与miRNAs互作调控机制的研究尚未见报道。在本项目中，为了更全面广泛地鉴定黄瓜miRNAs，我们分别构建了黄瓜叶和根的小RNA文库，并进行Solexa高通量测序，鉴定了29个已知的miRNA家族和2个新的miRNA家族。同时为了准确快速地鉴定黄瓜miRNAs靶基因，我们通过最近刚开发的高通量降解组测序技术，首次从实验学上鉴定了21黄瓜miRNAs靶基因。在此基础上，我们根据黄瓜耐冷品种和冷敏品种miRNAs在低温胁迫早期的差异表达谱，发现多个miRNAs家族在耐冷品种中下调表达，但在冷敏品种中却上调表达。实时定量PCR（qRT-PCR）结果进一步证实了这些miRNAs的表达模式，并发现miRNAs的表达与其对应的靶基因的表达呈负相关。这些差异表达的miRNAs为我们揭示miRNAs介导的黄瓜耐冷性机制奠定了基础。