【摘 要】
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嫁接是保障低温季节设施黄瓜（Cucumis sativus L.）生产的关键农艺措施之一。miRNA可能在嫁接苗逆境胁迫应答中发挥重要作用,但大量的研究都着眼于嫁接复合体中差异表达miRNA的分离和鉴定,对其介导的分子调控机制的研究较少。本研究以黄瓜品种“津春4号”（Cucumis sativus L.）为接穗,“黑籽南瓜”（Cucurbita ficifolia）为砧木,采用高通量测序技术,分离
【基金项目】
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国家重点研发项目（2018YFD1000802）；
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嫁接是保障低温季节设施黄瓜（Cucumis sativus L.）生产的关键农艺措施之一。miRNA可能在嫁接苗逆境胁迫应答中发挥重要作用,但大量的研究都着眼于嫁接复合体中差异表达miRNA的分离和鉴定,对其介导的分子调控机制的研究较少。本研究以黄瓜品种“津春4号”（Cucumis sativus L.）为接穗,“黑籽南瓜”（Cucurbita ficifolia）为砧木,采用高通量测序技术,分离和鉴定嫁接苗叶片差异表达miRNA,并采用qRT-PCR技术分析这些差异表达miRNA对低温胁迫的响应特征,鉴定出表达最丰富并对低温响应明显的miR396b-5p,通过遗传转化拟南芥,分析了miR396b-5p及其靶基因在低温胁迫中的作用,探讨miR396b-5p调控黄瓜/南瓜嫁接苗耐寒性的分子机制,对丰富园艺植物嫁接理论具有重要意义,并为嫁接复合体的抗性调控奠定理论基础。主要研究结果如下:1.嫁接能显著提高黄瓜嫁接苗的耐寒性。低温处理7d后,异根嫁接苗鲜重和干重的降低幅度明显低于自根苗和自根嫁接苗,而耐寒系数、叶片可溶性糖含量和脯氨酸（Pro）含量显著高于后者,丙二醛（MDA）含量却明显低于自根苗和自根嫁接苗。2.黄瓜/南瓜嫁接苗叶片中的差异表达miRNA发挥重要生理作用。通过高通量测序分析发现在自根苗与自嫁接苗（NG-vs-SG）,自根苗与异根嫁接苗（NG-vs-CG）,自嫁接与异根嫁接苗（SG-vs-CG）三个嫁接组合中分别有60、66和61个差异表达的miRNA,其中 miR166、miR408、miR395、miR399 和 miR156 被证实参与嫁接苗低温胁迫响应,它们的靶基因功能涉及多种生物进程包括生长发育、光合作用、伤口愈合、营养物质转运（如硫和磷等）、激素信号转导等。3.过表达MIR396基因（pre-miR396b-5p）拟南芥植株主要通过ICE-CBF-COR基因调控网络系统来增强抗寒性。pre-miR396b-5p过表达拟南芥株系中miR396b-5p成熟体表达量显著升高,其对应的靶基因GRF家族成员表达下调,FLU表达上调,ATCBF1、ATCOR15A、RD29A这3个抗寒基因的表达量显著增加,而这3个抗寒基因主要作用于ICE-CBF-COR基因调控网络系统来增强转基因拟南芥的抗寒性。
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