中科院上海植物逆境生物學(xué)研究中心朱健康研究組利用STTM技術(shù)大規(guī)模沉默水稻miRNA，并發(fā)現(xiàn)了多種miRNA的新功能，為進(jìn)一步深化miRNA功能研究和水稻遺傳改良提供了有效資源。相關(guān)成果日前發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。
miRNA是一類在生物體內(nèi)普遍存在的非編碼、長度約21個核苷酸的小分子RNA，它在調(diào)控植物的器官發(fā)育、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和響應(yīng)逆境脅迫過程中起著重要作用。由于miRNA基因較小，且大多數(shù)miRNA家族都由多個成員組成，具有遺傳冗余性，所以很難通過傳統(tǒng)的基因功能缺失突變體的方式來研究miRNA的功能。
研究人員利用STTM技術(shù)降低了35個水稻重要miRNA家族的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)了水稻許多miRNA調(diào)控農(nóng)藝性狀的新功能，同時驗證了miRNA也可以作為作物改良的重要靶標(biāo)。在STTM-miRNA水稻株系中，發(fā)現(xiàn)miRNA參與調(diào)控了水稻株高、分蘗數(shù)、穗粒數(shù)等眾多重要的農(nóng)藝性狀，且這種受調(diào)控的表型可在連續(xù)5代中穩(wěn)定遺傳。
據(jù)悉，通過這種方法，研究人員發(fā)現(xiàn)了多數(shù)miRNA具有一些重要的新功能，比如miR172具有影響莖的發(fā)育和穗的密度的新功能，miR156具有影響根發(fā)育的新功能。同時，通過對miRNA的遺傳調(diào)控，證明了miRNA可以作為作物改良的重要靶標(biāo)。比如通過調(diào)控miRNA398的表達(dá)水平，可以提高水稻的穗粒數(shù)和穗長等，進(jìn)而增加水稻的產(chǎn)量。
