[发明专利]水稻miR166在提高植物干旱胁迫耐受性中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及功能基因组学领域，尤其涉及一种水稻miRNA166在提高植物干旱胁迫耐受性中的应用。

背景技术

干旱是全球作物生产的主要限制因素，而且干旱面积分布极不均匀。据统计，世界上干旱半干旱地区约占土地面积的36％，占耕地面积的42.9％。我国干旱、半干旱和亚湿润干旱区面积达331.7万平方米，占国土总面积的34.6％。干旱作为常见的严重影响植物生长的胁迫因素，对农作物造成的损失在所有的环境胁迫中占首位，仅次于生物胁迫病虫害造成的损失。干旱胁迫首先导致植物细胞膜透性的改变、引发膜脂的过氧化作用，并打破细胞内活性氧(ROS)的产生和清除之间的动态平衡，诱导氧化胁迫等。干旱胁迫下，植物基因表达发生变化，关闭一些正常表达的基因，启动干旱胁迫应答基因，产生大量的特异蛋白，独立或协同调节植物的耐旱性。目前，植物干旱胁迫响应基因已被大量挖掘，这些基因大致可分为两类：一类编码调控蛋白因子，比如锌指蛋白、SOS2类似蛋白激酶PKS5、转录因子bHLH、DREB1A、DREB2A、HD-Zip以及生长因子类似蛋白RAP2等；另一类编码功能蛋白，如LEA蛋白、脱毒酶、渗透保护合成酶等。这些胁迫诱导基因及相关转录因子，协同或各自独立地组成植物的基因调控网络，调节植物生理生化以及代谢的变化，从而适应外部逆境，提高植物对干旱的耐受性。

随着拟南芥、水稻等植物基因组测序的完成，植物基因的研究已经进入了功能基因组时代，干旱胁迫响应基因表达调控网络的研究日益成为分子生物学和作物抗旱基因工程研究的前沿。并且随着众多内源小RNA的不断发现及其功能的研究，人们逐渐认识到基因转录后水平的调节在植物干旱等逆境胁迫响应过程中也起着非常重要的作用，尤其是内源小RNA对基因转录后水平的调节。微RNA(microRNA，或miRNA)就是一类在转录后水平调控基因表达的内源小RNA分子。miRNA广泛存在于植物基因组中，长度约为22个核苷酸，它自从被发现以来就成为生命科学领域的研究热点。miRNA作为新型的调控基因表达的小分子RNA，主要在转录后水平上通过介导靶mRNA分子的切割或翻译抑制来调节植物基因的表达，从而调控植物器官的形态建成、生长发育、激素分泌与信号转导以及植物对外界环境胁迫因素的应答等过程。