家蚕体内源于桑树的microRNA分子及其功能研究

The microRNAs are a family of small RNAs which are involved in various important physiological processes including gene expression regulation, post-transcriptional repression, heterochromatin formation, and transposon silencing. B. mori, is a lepidopteran model system and a specialist, feeds only on mulberry leaves. During the long term co-evolution, the mulberry-silkworm relationship is a well-known plant-herbivore interaction, opening up an excellent opportunity for the studies of co-evolutionary strategies between an insect and its host plants. In order to address the question whether the plant-derived microRNAs enter and function in its herbivore, we plan to utilize the high throughput sequencing to analyze the mulberry microRNAs. The presences of mulberry-derived microRNAs in silkworm tissues will be identified using different biotechnologies. The experiments outlined in this proposal will design to elucidate the roles of these mulberry-derived microRNAs in the regulation of the silkworm target genes. The present studies will provide insight into the mechanistic basis of mulberry-derived microRNAs in silkworm developmental and metabolic processes.

microRNA是一类长度短的非编码单链小分子RNA，参与了基因表达调节、转录后沉默、异染色质的形成以及转座子沉默等重要生理过程。家蚕是一种寡食性的鳞翅目昆虫，桑叶是家蚕的食物来源。在漫长的进化过程中，两者建立了紧密的协同进化关系，是研究植食性昆虫与植物相互关系的理想模型。为解析植物microRNA能否进入宿主体内并发挥作用，本研究拟通过高通量测序的方法分析桑树microRNA的种类和组成；然后利用家蚕作为植食性昆虫模型，分析进入家蚕体内的桑树microRNA的种类及水平变化。在此基础上，完成蚕体内桑树源microRNA靶标基因的功能研究。回答植物源microRNA是否进入取食昆虫体内并行使生理功能这一科学问题。

家蚕是以桑叶食物来源的寡食性鳞翅目昆虫。在漫长的进化过程中，两者建立了紧密的协同进化关系，是研究植食性昆虫与植物相互关系的理想模型。microRNA是一类长度短的非编码单链小分子RNA，参与了基因表达调节、转录后沉默、异染色质的形成以及转座子沉默等重要生理过程。为解析植物microRNA能否通过取食进入取食者体内并发挥作用，本研究通过高通量测序的方法分析桑树以及家蚕microRNA的种类和组成；分析了桑树microRNA在家蚕体内的稳定性；选择家在家蚕消化道内稳定性强的2个桑树microRNA分子作为靶标，预测得到这些microRNA在桑树和家蚕中的靶基因；再利用荧光素酶报告系统在体外验证microRNA对预测的靶基因能否发挥作用；接着通过在家蚕中过量表达和注射microRNA分析其靶基因的表达变化，并结合产生的表型，分析该microRNA的调节功能；证明了桑树miR396b 能抑制家蚕DnaJ和RAD50基因的表达，表明桑叶中miR396b可能通过调节家蚕DnaJ和RAD50的表达来调控家蚕的生长。回答了植物源microRNA是进入取食昆虫体内并行使生理功能这一科学问题。