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豇豆(Vigna unguiculata(Linn.)Walp)是一种广受欢迎的蔬菜，同时具有豆科植物特有的固氮能力，在生产上和科研上都具有重要价值。但是近年来，全球范围内干旱情况日益严重，豇豆的产量受到影响，因此，通过研究豇豆抗旱的分子机制，培育高品质、高产量、高抗逆性的豇豆品种变得尤为重要。microRNA(miRNA)是一类内源性、21～25 bp的单链非编码小分子RNA，通过指导剪切mRNA或抑制其翻译的方式来负调控植物基因的表达，影响和控制植物的生长发育、逆境响应和抗性形成，然而有关豇豆miRNA的研究还较少，特别是其在豇豆干旱胁迫响应过程中的作用机理更是缺乏深入的理解。因此，本文通过研究预测并鉴定豇豆干旱相关miRNA及其靶基因，并探讨其在不同抗旱性品种及受旱程度下的作用方式，揭示miPNA介导的豇豆干旱响应的分子机制;同时采用转基因方法在水稻和拟南芥中异源表达豇豆miRNA，进一步解析目标miRNA在植物干旱胁迫中的调控功能，从而为耐旱优质豇豆的遗传改良和种质创新提供了重要靶点，是一条培育高品质和强抗逆性豇豆品种的有效途径。
本课题的研究对象为来自非洲的两个豇豆品种:Dan lla和Tvu7778，前者为抗旱品种，后者为干旱敏感品种。基于miRNA预测方法的成熟和广泛应用，且豇豆中miRNA的相关研究甚少，本课题利用豇豆已知的EST和GSS数据库与豆科植物及模式植物拟南芥中已知miRNA进行比对和一系列筛选，预测出豇豆中可能的成熟miRNA，并用实时荧光定量法检测其表达量，预测了miRNA靶基因和检测表达量，测定了一系列生理指标，主要结果如下:
1.对豇豆萌发后生长20天的苗进行干旱处理，到停止浇水第15天，Tvu7778出现了明显的萎蔫和枯黄，而抗旱品种Dan lla则仍保持鲜绿色。Dan lla生长矮壮，Tvu7778细长，此表型可能与植物抵御干旱能力相关。
2.测定了几个生理指标，包括可溶性糖含量、脯氨酸含量、MDA含量、过氧化物和脱落酸含量。其中细胞渗透物质可溶性糖和脯氨酸在正常浇水的Dan lla中含量比Tvu7778中高，且在植株受到干旱胁迫时在Dan lla中含量也比Tvu7778中增加更明显;O2-在Dan lla中高于Tvu7778，但在干旱信号下Danlla中没有升高，而在Tvu7778中明显升高;脱落酸在两个品种中含量差别不大。
3.通过预测共获得了17个豇豆miRNA，分属于9个miRNA家族，其中miRNA156家族的miRNA最多，共7个。17个miRNA中12个来自EST数据库，5个来自GSS数据库。
4.经检测，17个miRNA在两个豇豆品种中的表达量呈现明显差别。经干旱处理后，Dan lla叶中大量miRNA表达量上升，而在Tvu7778中大部分表现下调，两个材料的根中均是表达量下调的miRNA居多。且同一个miRNA在两个材料的根和叶中也呈现不同的表达趋势。
5.经预测，17个miRNA的靶基因总数为24个，功能主要涉及生长发育、代谢调控、蛋白转运、转录因子、胁迫响应、激素信号传导等。检测了部分miRNA的靶标基因的表达量，miR5021的靶基因CPRD46和CPRD86，miR156b和miR156f的共同靶标Multicystatin，miR156a和miR156g的靶标Glutathionereductase(GR)等。
6.验证miRNA与相应靶标基因之间的真实对应关系。如miR5021在Danlla和Tvu7778叶中的表达量均下调，且在Dan lla中表达量低于Tvu7778，其靶标则表达量均上升，且在Dan lla中高于Tvu7778; miR156b和miR156f在Dan lla和Tvu7778叶中的表达量均下调，且在Dan lla中表达量低于Tvu7778，其靶标Multicystatin表达量均上升，且在Dan lla中高于Tvu7778;其他的miRNA和相应靶标间也检测到这样的对应关系，即miRNA通过剪切mRNA或抑制mRNA翻译负调控基因表达，miRNA的表达量与靶标mRNA表达量会呈现相反的趋势。
7.成功构建pCAMBIA1301-35S-miR156g，pCAMBIA1301-35S-miR156f和1301-35S-miR164c过表达载体，用水稻成熟种子诱导愈伤组织，并通过农杆菌浸染法转化水稻。构建了PBI121-35S-miR156g，PBI121-35S-miR156f和PBI121-35S-miR164转化载体，并通过花序浸染法转染拟南芥。对相应水稻和拟南芥再生苗进行非生物胁迫处理并检测相应miRNA表达量。其中转入的miRNA在再生苗中含量均高于野生型，且受到非生物因子胁迫时miRNA上调的程度也显著高于在野生型苗中的表达水平。