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miR241在番茄体内行使的生物学功能

微小RNA（microRNA，Miranda）是一类内源非编码RNA，可以从转录水平或转录后水平调控其靶基因的表达，在植物的多种生理过程中发挥着重要作用。miR396作为植物中保守的一类Miranda，对于植物花器官发育、作物籽粒大小、作物产量等生理过程具有重要作用，然而miR396对于果实的生长发育、品质、产量等重要性状的作用还未被研究。本研究以番茄品种Micro-Tom为材料，对番茄中的miR396及其靶基因进行了鉴定及表达模式分析，并分别对利用短串联目标模拟（ShortTandemTargetMimic，STTM）方法抑制miR396功能的STTM396转基因番茄和表达不同miR396靶基因的转基因番茄进行了研究，揭示了miR396及其不同靶基因在番茄果实生长发育中的作用，主要研究结果如下：

1、对番茄中的miR396及其靶基因进行了鉴定和表达模式分析，发现miR396靶基因在幼果时期表达量高于绿熟时期果实，为研究miR396对于番茄果实的影响打下了基础。番茄中的miR396包括miR396a和miR396b，表达分析显示miR396a在番茄各组织中的表达量远远高于miR396b。番茄中miR396的靶基因主要是生长调控因子（GrowthRegulatingFactors，Griefs），番茄中共有13个Griefs，其中8个Griefs是miR396的靶基因，此外胞嘧啶DNA甲基化酶DRM5（Solyc02g062740）和MAD家族的MADS基因（Solyc01g066730）也是miR396的靶基因，表达分析发现miR396的这10个靶基因在番茄幼果中的表达量显著高于绿熟时期果实。

2、miR396功能抑制的STTM396转基因番茄果实及萼片显著变大，表明miR396对于番茄果实及萼片的大小具有重要的调控作用。miR396功能抑制的STTM396转基因番茄果实重量、长度、宽度、高度、心室数、表皮细胞面积、果皮厚度和萼片大小、萼片细胞面积及细胞数目都显著增加。实时定量PCR分析显示STTM396番茄果实及萼片中的miR396a和miR396b都显著下调，miR396的10个靶基因大部分上调，尤其是GRF1、GRF2、GRF3及GRF4及GRF5。

3、STTM396转基因番茄果实的转录组分析发现，miR396靶基因中的5个Griefs可能对番茄果实的生长发育具有重要作用，并且发现miR396影响细胞壁和植物激素相关基因的表达。miR396靶基因中的GRF1、GRF2、GRF3、GRF4及GRF5在STTM396番茄果实中表达值升高最明显，而miR396其他5个靶基因及果实大小和形状相关数量性状位点的表达基本没变化或表达值很低。差异表达基因主要富集到细胞壁相关条目，尤其是果胶裂解酶和果胶酯酶基因明显下调，进一步研究发现STTM396番茄果实的硬度、原果胶含量和总果胶含量显著增加，此外植物激素乙烯、生长素和赤霉素相关基因的表达也发生了显著变化。