本项创新技术揭示了miR398a-3p在提高植物耐旱性方面的潜力。该技术的核心在于利用特定的miR398a-3p前体序列(如SEQ ID No.1所示),通过基因调控手段,增强植物在干旱条件下的生存能力。
背景技术
紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是世界上种植最广泛的豆科牧草作物,具有生物产量高、适口性好、适应性强等优点,在动物饲料中得到广泛应用。近年来,随着我国畜产品需求的不断扩大,饲草需求也大幅增长,2021年我国进口苜蓿干草量已达到178万吨,需要花费数亿美元。因此提高苜蓿的产量和品质是保障我国畜牧业健康发展的关键问题。我国栽培紫花苜蓿的历史已有两千多年,其栽培地主要分布在干旱与半干旱地区。干旱是苜蓿生产中的主要威胁,不仅严重影响了苜蓿的产量和品质,而且还造成巨大的经济损失,同时也限制了畜牧养殖业的规模化和产业化发展。因此,深入挖掘紫花苜蓿的优良种质资源,通过转基因的途径来培育苜蓿抗旱新品种显得尤为重要。
miRNA于1993年首次在线虫中被发现,当时它们被认为是小的瞬时RNA(stRNAs)。2001年,miRNA被正式命名并被认为是一类具有调节功能的RNA。植物miRNA是在动物miRNA被发现10年之后才发现的。截止2014年,已在72种植物中鉴定出7385个成熟miRNA和6150个前体miRNA。miRNA是单链非编码RNA,大小通常为20-24个核苷酸,在广泛的生物体中充当调节因子。它们影响许多生物过程,包括根、茎、叶和花器官的发育。越来越多的证据表明,miRNA在植物对生物和非生物胁迫的响应中发挥着重要作用。最近的研究也报道了miRNA在植物干旱胁迫适应中的关键作用,这使得miRNA成为具有增强作物抗旱性的分子育种的最有前途的候选者。利用全局表达谱分析,已经在拟南芥、普通豆、豇豆、水稻、烟草和大豆中鉴定了许多干旱响应的miRNA。
miR398是植物中存在的一类高度保守的miRNA,最初是在拟南芥胁迫处理SmallRNA文库中的序列分析中发现。miR398作为最早从拟南芥和水稻中克隆的miRNA之一,其转录调控机制、生物学功能和环境胁迫应答等方面的研究已广泛开展。miR398在拟南芥和水稻中高度保守,暗示其可能在多种胁迫应答响应中发挥作用。研究发现miR398在不同物种中显示出对干旱胁迫的不同响应。如miR398在番茄和棉花中受干旱胁迫下调,在野生二粒小麦中上调,但在柳枝稷中未发生改变。然而,紫花苜蓿miR398在干旱胁迫的过程中如何发挥作用目前还没有报道。鉴于miR398在植物非生物胁迫中的作用,系统鉴定并克隆紫花苜蓿miR398家族成员对植物抗逆机理研究和生产应用具有非常重要的意义。
实现思路