渠慎春,耿曉月,余心怡,曹麗芳

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,江蘇 南京 210095)

miRNA(microRNA)是一類(lèi)來(lái)自真核生物、長(zhǎng)度為18～24 nt的內(nèi)源性非編碼小分子RNA,由具有發(fā)卡結(jié)構(gòu)的單鏈RNA前體剪切形成,在植物基因表達(dá)調(diào)控中發(fā)揮重要功能[1-2]。1993年miRNA lin-4在秀麗隱桿線蟲(chóng)(Caenorhabditiselegans)中首次被發(fā)現(xiàn),但直到2002年第1個(gè)植物miRNA才在擬南芥中被發(fā)現(xiàn)[3-4]。miRNA通過(guò)與目標(biāo)mRNA特異性堿基配對(duì),對(duì)其目標(biāo)mRNA切割降解或翻譯抑制,從而發(fā)揮轉(zhuǎn)錄后的負(fù)調(diào)控功能[5]。miRNA的目標(biāo)基因多為轉(zhuǎn)錄因子,主要參與植物的生長(zhǎng)發(fā)育、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及響應(yīng)逆境脅迫等基本生物過(guò)程[6]。植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中會(huì)受到多種環(huán)境脅迫的影響,大多數(shù)生物和非生物脅迫會(huì)引起氧化脅迫,損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu)最終導(dǎo)致植物死亡[6]。miRNA介導(dǎo)植物防御的分子機(jī)制復(fù)雜而多樣,既能調(diào)控寄主目標(biāo)基因的表達(dá),也能跨界操縱病原菌基因的表達(dá)[7]。

1 植物miRNA的合成及作用機(jī)制

1.1 植物miRNA的合成

植物miRNA由內(nèi)源miRNA(MIR)基因編碼,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄、加工和RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RNA-induced silencing complex,RISC)過(guò)程。細(xì)胞核內(nèi)MIR基因在RNA聚合酶Ⅱ的作用下轉(zhuǎn)錄形成具有5′端“帽子”和3′端ployA尾巴結(jié)構(gòu)的初級(jí)產(chǎn)物pri-miRNA[8]。pri-miRNA結(jié)構(gòu)中含有不完全的雙鏈發(fā)夾特殊結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)在Dicer-like 1(DCL1)酶及其輔助因子作用下被特異性識(shí)別并加工形成具有莖環(huán)發(fā)夾結(jié)構(gòu)的前體pre-miRNA[9-10]。在DCL1等酶的作用下,pre-miRNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)被加工形成具有miRNA/miRNA*復(fù)合體結(jié)構(gòu)的雙鏈miRNA[11]。miRNA/miRNA*雙鏈進(jìn)一步由甲基轉(zhuǎn)移酶(Hua enhancer 1,HEN1)在3′端甲基化以防止miRNA的降解。隨后,Hasty(HST)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將甲基化修飾的雙鏈miRNA由細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)中。在解旋酶作用下,雙鏈miRNA解旋形成2條單鏈,其中miRNA單鏈與Argonaute 1(AGO1)蛋白結(jié)合,進(jìn)一步形成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RNA-induced silencing complex,RISC)復(fù)合體,通過(guò)堿基配對(duì)與目標(biāo)mRNA結(jié)合,對(duì)其目標(biāo)mRNA進(jìn)行切割降解或翻譯抑制[12];miRNA*鏈可能被降解,但在某些條件下,miRNA*也可能不被降解,發(fā)揮一定功能[13]。

1.2 植物miRNA的作用機(jī)制

在逆境脅迫下,植物miRNA不具有核酸酶功能,而是通過(guò)多種機(jī)制對(duì)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后的表達(dá)調(diào)控[14]。miRNA對(duì)目標(biāo)基因的調(diào)控方式以切割降解為主,少部分表現(xiàn)為翻譯抑制[15]。當(dāng)目標(biāo)mRNA與miRNA完全互補(bǔ)配對(duì)時(shí),在miRNA的介導(dǎo)下,RISC復(fù)合體特異性識(shí)別目標(biāo)mRNA[16],引導(dǎo)AGO1蛋白上的具有RNaseH-like內(nèi)切酶活性的PIWI結(jié)構(gòu)域?qū)⑵渲苯恿呀?從而減少目標(biāo)mRNA的積累。隨后,miRNA參與的RISC復(fù)合體繼續(xù)識(shí)別并切割其他目標(biāo)mRNA。與動(dòng)物不同,植物miRNA對(duì)目標(biāo)基因的作用位點(diǎn)大部分位于其CDS區(qū)。也有證據(jù)表明,一些miRNA能夠與目標(biāo)mRNA的3′ 或5′ UTR區(qū)相結(jié)合來(lái)調(diào)控其表達(dá)。

當(dāng)目標(biāo)mRNA與miRNA之間存在一定錯(cuò)配時(shí),植物miRNA能夠抑制目標(biāo)mRNA的翻譯。目標(biāo)基因的表達(dá)量變化在轉(zhuǎn)錄水平上不能直接被檢測(cè),只反映在蛋白水平上。miRNA對(duì)目標(biāo)基因翻譯的調(diào)控是通過(guò)抑制mRNA翻譯起始過(guò)程實(shí)現(xiàn)的,這一過(guò)程也依賴(lài)AGO蛋白的存在。擬南芥膜整合蛋白Altered meristem programme 1(AMP1)位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,與AGO1以及一種外周蛋白形成復(fù)合物后,能夠?qū)⒛繕?biāo)mRNA從膜結(jié)合多聚核糖體上解除。迄今為止,只有AGO1和AGO10被證明在翻譯抑制中發(fā)揮作用[17],在植物中并未找到更多有關(guān)miRNA參與調(diào)控目標(biāo)基因蛋白合成的作用因子,miRNA介導(dǎo)目標(biāo)mRNA翻譯抑制的具體作用機(jī)制還有待進(jìn)一步挖掘。

2 果樹(shù)逆境脅迫相關(guān)的miRNA

果樹(shù)在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷多種環(huán)境脅迫,影響其產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì),造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。研究表明,miRNA在果樹(shù)脅迫響應(yīng)和抗逆性提高等方面扮演著重要的角色[18-19]。在逆境脅迫下,植物自身miRNA與AGO蛋白形成的RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體,與目標(biāo)mRNA互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合,可以調(diào)節(jié)相應(yīng)目標(biāo)基因的表達(dá),使下游抗逆相關(guān)基因的表達(dá)發(fā)生改變,進(jìn)而影響相關(guān)代謝產(chǎn)物的生物合成,從而抵御逆境的脅迫[20]。在此過(guò)程中,一個(gè)miRNA可能調(diào)控多個(gè)目標(biāo)基因[21],而一個(gè)目標(biāo)基因也可受多個(gè)miRNA調(diào)控[22]。

2.1 果樹(shù)生物脅迫相關(guān)miRNA

細(xì)菌、真菌、病毒和昆蟲(chóng)是影響果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的主要生物脅迫因素,它們可導(dǎo)致每年約30%的果樹(shù)減產(chǎn)。果樹(shù)體內(nèi)大量miRNA會(huì)對(duì)生物脅迫做出響應(yīng),調(diào)控其目標(biāo)基因的上調(diào)或下調(diào)表達(dá)[23],使果樹(shù)的生理、生化和代謝過(guò)程發(fā)生相應(yīng)變化[24]。

蘋(píng)果中mdm-火疫病是由梨火疫歐式桿菌引起的一種細(xì)菌性病害。Kaja等[25]從蘋(píng)果火疫病抗病品種和感病品種中得到12個(gè)小分子RNA文庫(kù)并對(duì)其進(jìn)行深度測(cè)序,發(fā)現(xiàn)mdm-miR169a、mdm-miR160e、mdm-miR167b-g和mdm-miR168a,b可能與蘋(píng)果抗火疫病抗性有關(guān);此外,還證明蘋(píng)果中mdm-miR168a,b的目標(biāo)基因是RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體的核心組成成分AGO,其在蘋(píng)果火疫病感病品種中表達(dá)量更高;而mdm-miR167b-g隨著樹(shù)體生長(zhǎng)在蘋(píng)果火疫病感病砧木中具有更高的表達(dá)量。mdm-miR169a、mdm-miR160e、mdm-miR167b-g和mdm-miR168a,b通過(guò)靶向應(yīng)激反應(yīng)蛋白參與應(yīng)激反應(yīng),從而在抗火疫病中發(fā)揮重要作用[25]。蘋(píng)果莖痘病毒(ASPV)是蘋(píng)果和梨樹(shù)最常見(jiàn)的病毒之一。Zhang等[26]發(fā)現(xiàn)‘杜梨’和‘紅寶石’梨感染ASPV后pbr-miR156、pbr-miR164、pbr-miR399和pbr-miR482上調(diào)表達(dá),它們的目標(biāo)基因PyrusbretschneideriRibosomalproteinS6(pbRPS6)、PyrusbretschneideriNAM/ATAF/CUC(pbNAC)、PyrusbretschneideriToll-likereceptor(pbTLR)和PyrusbretschneideriRX-coiled-coil(pbRX-CC)在ASPV感染與無(wú)病毒株系中的表達(dá)沒(méi)有顯著差異,表明相應(yīng)miRNA數(shù)量的增加抑制了ASPV抗性相關(guān)目標(biāo)基因的表達(dá),推測(cè)這些miRNA及其目標(biāo)基因參與梨的病毒防御途徑。蟲(chóng)害是影響果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的生物脅迫之一,化學(xué)殺蟲(chóng)劑的使用是控制蟲(chóng)害的主要方法。昆蟲(chóng)繁殖能力和適應(yīng)性強(qiáng)、生命周期短,許多昆蟲(chóng)自身對(duì)化學(xué)殺蟲(chóng)劑具有抗性,這些因素導(dǎo)致蟲(chóng)害防治工作更加困難。miRNA可調(diào)節(jié)昆蟲(chóng)對(duì)化學(xué)殺蟲(chóng)劑的抗性,miR-1目標(biāo)靶向GlutathioneS-transferasefamilymember4(GSTm4)影響朱砂葉螨對(duì)丁氟螨酯的抗性[27],而miR-2和miR-13調(diào)控CytochromeP4509J35(CYP9J35)和CytochromeP450325BG3(CYP325BG3)的表達(dá),介導(dǎo)淡色庫(kù)蚊對(duì)溴氰菊酯的抗性[28]。

真菌性病害是我國(guó)果樹(shù)生產(chǎn)中的主要病害,嚴(yán)重制約著我國(guó)果樹(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。Nucleotidebindingsite-leucinrichrepeats(NBS-LRR)基因是抗病基因中最大的家族。Zhu等[29]通過(guò)小RNA深度測(cè)序發(fā)現(xiàn)桃miRNA目標(biāo)基因中包括多個(gè)編碼抗病蛋白的NBS-LRR基因,由此推測(cè)miRNA在桃的抗病性調(diào)控中發(fā)揮重要的作用。Ma等[30]研究發(fā)現(xiàn),在40個(gè)對(duì)斑點(diǎn)落葉病抗性的蘋(píng)果品種中,NBS-LRR基因在抗病品種‘金冠’中的表達(dá)量明顯高于感病品種‘富士’,且與Md-miRLn11的表達(dá)呈相反趨勢(shì),說(shuō)明在病原菌侵染下,Md-miRLn11可能通過(guò)抑制目標(biāo)基因Md-NBS-LRR的表達(dá)來(lái)影響不同蘋(píng)果品種對(duì)斑點(diǎn)落葉病的抗性。此外,Zhang等[31]利用高通量測(cè)序技術(shù)鑒定出一種novel miRNA,命名為Md-miRln20,其在蘋(píng)果感病品種中的表達(dá)量顯著高于抗病品種,而其目標(biāo)基因Md-TN1-GLS則表現(xiàn)出相反的變化趨勢(shì),表明Md-miRln20和其目標(biāo)基因的表達(dá)與蘋(píng)果的炭疽葉枯病抗性密切相關(guān),Md-miRln20通過(guò)抑制Md-TN1-GLS的表達(dá)負(fù)調(diào)控蘋(píng)果對(duì)炭疽葉枯病的抗性。白粉病侵染草莓后,miR390與目的基因TransactingsiRNA3(TAS3)間的表達(dá)模式與擬南芥類(lèi)似,因此推測(cè)草莓中也存在miR390-TAS3-ARF調(diào)控模塊,miR390可能通過(guò)間接負(fù)調(diào)控Auxinresponsefactor(ARF)的表達(dá)來(lái)提高對(duì)白粉病的抗性[32]。白腐病是引起葡萄生長(zhǎng)期果實(shí)腐爛的主要真菌病害。白腐病病原菌侵染后,刺葡萄中miR172a、miR172b、miR845a、novel_81和miR159a發(fā)生特異表達(dá),這些miRNA的目標(biāo)基因包括與抗病相關(guān)的WRKY、SQUAMOSApromoterbindingprotein-like(SPL)、EF-TUreceptor(EFR)等轉(zhuǎn)錄因子及Leucine-richrepeat(LRR)類(lèi)抗病基因,可作為研究刺葡萄抗白腐病的目標(biāo)[33]。香蕉受到香蕉枯萎病菌FOC4侵染后,miRNA159a、miRNA165a、miRNA399a的表達(dá)表現(xiàn)出明顯的品種特異性和組織特異性[34];Song等[35]通過(guò)對(duì)小RNA進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)現(xiàn),香蕉枯萎病抗性品種與易感品種間部分miRNA表達(dá)差異十分顯著,同時(shí)發(fā)現(xiàn)miRNA靶向枯萎病菌基因組中2個(gè)重要致病基因:阿魏酸酯酶基因(Feruloylesterase,FAE)和脯氨酸亞氨基肽酶基因(Prolineiminopeptidase,PIP),這為miRNA功能研究及miRNA與病原菌互作機(jī)制研究提供了良好的思路。

本課題組通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)在感病品種‘富士’蘋(píng)果和抗性種質(zhì)湖北海棠中得到了24個(gè)響應(yīng)蘋(píng)果輪紋病侵染的miRNA,并用熒光定量PCR手段鑒定了其中與脅迫相關(guān)的miR167、miR395、miR397和miR2111的表達(dá)模式,這些miRNA的表達(dá)在蘋(píng)果輪紋病菌侵染的不同時(shí)期呈動(dòng)態(tài)變化,初步鑒定這些miRNA可能在蘋(píng)果對(duì)輪紋病防御過(guò)程中起重要作用[36]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),miR397b可以調(diào)節(jié)與木質(zhì)素生物合成相關(guān)基因MalushupehensisLaccase7(MhLAC7)的表達(dá),在湖北海棠中對(duì)蘋(píng)果輪紋病的抗性起到負(fù)調(diào)控作用[37]。

以上這些特定的miRNA途徑是否僅限于特定果樹(shù)樹(shù)種與相應(yīng)病原菌的侵害,或者是所有植物與病原菌之間相互作用的通用調(diào)節(jié)機(jī)制,目前尚不清楚。值得注意的是,本課題組研究發(fā)現(xiàn),miR168和其目標(biāo)基因AGO1(RISC的核心組分)的表達(dá),在湖北海棠抵御輪紋病侵染的過(guò)程中受到精確而復(fù)雜的調(diào)控,miR168/AGO1表達(dá)穩(wěn)態(tài)的改變會(huì)引起植株多種防御途徑改變,對(duì)湖北海棠應(yīng)對(duì)輪紋病的侵染起到重要作用[38]。

綜上所述,這些特定果樹(shù)miRNA參與植物防御功能機(jī)制的研究,為深入探索miRNA途徑在植物生物脅迫應(yīng)答中的重要調(diào)控作用奠定了基礎(chǔ)。

2.2 果樹(shù)非生物脅迫相關(guān)miRNA

2.2.1 干旱干旱脅迫會(huì)對(duì)果樹(shù)的產(chǎn)量和品質(zhì)造成嚴(yán)重影響。在干旱脅迫下,果樹(shù)體內(nèi)相關(guān)miRNA會(huì)出現(xiàn)差異性表達(dá)并調(diào)控其目標(biāo)基因,從而適應(yīng)干旱環(huán)境。干旱脅迫可以誘導(dǎo)葡萄miR393在根部特異表達(dá)上調(diào),并在側(cè)根生長(zhǎng)適應(yīng)干旱脅迫的過(guò)程中發(fā)揮重要作用,在miR393啟動(dòng)子區(qū)域存在特定的干旱誘導(dǎo)順式元件,在擬南芥中,miR393調(diào)控Transportinhibitorresponse1/AuxinSignalingF-box2(TIR1/AFB2)的表達(dá)[39],但在葡萄葉片中miR393僅負(fù)調(diào)控TIR1-like基因,說(shuō)明在葡萄的根部,可能存在其他脅迫誘導(dǎo)調(diào)控機(jī)制干擾miRNA抑制活性[40]。香蕉馴化干旱處理和直接干旱處理試驗(yàn)結(jié)果表明,馴化干旱處理后miRNA的表達(dá)量高于直接干旱處理,同時(shí)miR160a和miR164a的表達(dá)量顯著高于其他miRNA,說(shuō)明這 2個(gè) miRNA可能在香蕉抗旱過(guò)程中扮演重要角色[41-42]。西藏沙棘中2種新型miRNA(novel_miR_24和novel_miR_87)在正常生長(zhǎng)情況下的表達(dá)水平與在干旱脅迫下的表達(dá)水平存在明顯差異,它們的靶基因參與細(xì)胞代謝和應(yīng)激反應(yīng),可用于提高西藏沙棘及其他高原植物的耐旱性[43]。

2.2.2 冷害目前,果樹(shù)中已有較多的miRNA被證實(shí)在溫度脅迫中起到重要的調(diào)控作用。Liu等[44]通過(guò)高通量測(cè)序發(fā)現(xiàn)在野生香蕉中miR172、miR395和miR408對(duì)冷脅迫發(fā)生應(yīng)激反應(yīng),說(shuō)明這些miRNA可能在冷脅迫中發(fā)揮關(guān)鍵作用;同時(shí),對(duì)miRNA目標(biāo)位點(diǎn)的基因本體論(gene ontology,GO)和京都基因與基因組百科全書(shū)(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析表明,miR172可能在冷脅迫反應(yīng)中發(fā)揮中心協(xié)調(diào)作用,特別是在蛋白激酶CK2(Casein kinase 2)和晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)中。Late embryogenesis abundant(LEA)蛋白可以在冷脅迫下保護(hù)細(xì)胞內(nèi)的蛋白和DNA并提高植物抗凍能力[45],而domain containing protein(NAC)家族轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)調(diào)節(jié)C-repeat binding factor(CBF)相關(guān)途徑參與耐寒性調(diào)控[46]。冷脅迫下,葡萄中miR172a表達(dá)上調(diào),miR164b和miR535a表達(dá)下調(diào),miR535a、miR172a、miR164b分別靶向LEA蛋白、Apetala 2(AP2)乙烯應(yīng)答轉(zhuǎn)錄因子和NAC轉(zhuǎn)錄因子[47]。相對(duì)于桃幼葉組織,miR156、miR164、miR172、miR393、miR396、miR414和miR2275在冬芽中有特異性表達(dá)[48],表明這些miRNA可能對(duì)低溫脅迫有調(diào)控作用。

2.2.3 鹽脅迫果樹(shù)是對(duì)鹽脅迫比較敏感的植物,鹽脅迫對(duì)果樹(shù)種子萌發(fā)、生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量造成不同程度的影響[49]。在鹽脅迫下,柑橘根系中有76個(gè)miRNA和2 574個(gè)mRNA存在差異表達(dá),這些基因在功能上與碳水化合物代謝、激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、reactive oxygen species(ROS)系統(tǒng)和苯丙氨酸代謝有關(guān),NAC、MYB domain protein(MYB)、C-repeat-binding factor(CBF)、ethylene response factors(ERF)、WRKY DNA-binding protein(WRKY)、zinc finger protein(ZFP)、calmodulin-binding protein(CAMTA)、basic-leucine zipper protein(bZIP)等轉(zhuǎn)錄因子參與鹽脅迫過(guò)程,其中大部分顯著上調(diào)表達(dá),而少數(shù)miRNA靶向的轉(zhuǎn)錄因子下調(diào)表達(dá)[50]。Yaish等[51]研究發(fā)現(xiàn),在鹽脅迫下棗椰樹(shù)中miRNA表達(dá)存在差異,在葉片中,54個(gè)已鑒定的miRNA受到顯著影響,其中70%的miRNA表達(dá)上調(diào);而在根中,25個(gè)已鑒定的miRNA受到顯著影響,其中76%的miRNA表達(dá)上調(diào),miRNA的靶點(diǎn)如鉀離子通道Arabidopsis K+transporter 2-like(AKT2-like)蛋白、液泡蛋白篩選相關(guān)蛋白、鈣依賴(lài)性蛋白等已報(bào)道與耐鹽相關(guān)。Li等[52]發(fā)現(xiàn),草莓果實(shí)受到鹽脅迫6 h后,Fan-miR73表達(dá)量明顯下降,而目標(biāo)基因ABA-insensitive5(ABI5)表達(dá)量上調(diào),說(shuō)明Fan-miR73在草莓鹽脅迫中發(fā)揮重要調(diào)控作用。

2.2.4 營(yíng)養(yǎng)元素缺失果樹(shù)在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中各個(gè)階段對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的需求不同,營(yíng)養(yǎng)元素的缺乏也是果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程經(jīng)常遇到的脅迫問(wèn)題。miRNA通過(guò)調(diào)控目標(biāo)基因的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)相關(guān)營(yíng)養(yǎng)元素的代謝。研究表明草莓果實(shí)可溶性固形物含量與磷含量呈正相關(guān),低磷脅迫誘導(dǎo)草莓miR399a的積累,調(diào)節(jié)植株磷平衡,以改善果實(shí)品質(zhì)[53];同時(shí),miRNA可以通過(guò)改變根系結(jié)構(gòu),提高磷的轉(zhuǎn)運(yùn)和再利用效率,參與花青素和抗氧化物生物合成等來(lái)響應(yīng)低磷脅迫[54]。Liang等[55]經(jīng)Illumina測(cè)序發(fā)現(xiàn)柑橘中miR158、miR1044、miR1151、miR5261、miR6190和miR6485通過(guò)表達(dá)上調(diào)來(lái)減輕Mg脅迫。鐵脅迫誘導(dǎo)小金海棠miR394a在根部和葉片中表達(dá)上調(diào),但其表達(dá)模式不同;miR394a在根系中反應(yīng)迅速而在葉片中反應(yīng)相對(duì)較慢,缺鐵時(shí)根部首先發(fā)生缺鐵反應(yīng)產(chǎn)生局部信號(hào),信號(hào)傳至地上部,引起地上部miR394a的表達(dá)從而使地上部更耐缺鐵[56]。葡萄vvi-miR398能介導(dǎo)Copper/zincsuperoxidedismutase2(CSD2)基因的裂解,通過(guò)轉(zhuǎn)基因等手段對(duì)CSD2進(jìn)行功能驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)在煙草中過(guò)表達(dá)葡萄CSD2能提高植株的銅脅迫抗性[57];此外vvi-miR160和vvi-miR167在銅脅迫下受到抑制,其目標(biāo)基因ARF可能通過(guò)充當(dāng)信號(hào)分子參與銅脅迫[58]。

3 展望

miRNA約占總基因的1%,這意味著還有許多miRNA尚未發(fā)現(xiàn)[59]。近年來(lái),隨著對(duì)植物miRNA的深入研究,大量參與植物生物和非生物脅迫的miRNA被發(fā)現(xiàn)并鑒定出其功能。果樹(shù)在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中會(huì)遇到很多生物和非生物脅迫,其中病原菌的脅迫可能是毀滅性的[60]。大多數(shù)果樹(shù)樹(shù)種基因組高度雜合,遺傳背景非常復(fù)雜,采用常規(guī)的基因工程育種手段,常常面臨轉(zhuǎn)化效率低且外源基因表達(dá)不穩(wěn)定的問(wèn)題,難以獲得生產(chǎn)所需的穩(wěn)定一致的優(yōu)良抗性新品系。因此在生產(chǎn)中,應(yīng)從miRNA入手,從抗性基因表達(dá)調(diào)控的角度,引入和發(fā)展新的基因操作手段,在果樹(shù)抗逆育種方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

目前miRNA參與植物抗逆的相關(guān)報(bào)道主要集中在擬南芥等模式植物中,而在果樹(shù)等經(jīng)濟(jì)作物中報(bào)道相對(duì)較少。隨著越來(lái)越多特定果樹(shù)miRNA的挖掘和功能的深入研究,miRNA途徑在果樹(shù)抗性調(diào)控中的重要作用將會(huì)進(jìn)一步明確,這將有助于深入了解逆境脅迫下果樹(shù)防御途徑的多層次調(diào)控機(jī)制,為果樹(shù)抗性育種和品種改良提供理論依據(jù)。