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小RNA是真核生物中一类非常保守的生长发育调节分子,对植物的器官发生、极性生长、细胞增殖、组织分化以及抵抗外界不良环境等方面都具有重要的调控作用。拟南芥作为第一个被完成基因组测序的开花植物,由于其基因组紧凑、生育期短、易于人工培养和遗传操作等特点,成为单子叶、双子叶植物基因功能和生长发育研究的理想模式材料。拟南芥基因组中具有大量的小RNA,研究这些小RNA的生物学功能对了解植物发育和分子育种至关重要。目前虽然可以通过人工微小RNA及合成小RNA技术对特定小RNA进行过量表达,但这些技术每次只能对单一小RNA分子进行遗传操作,这严重限制了对大量植物内源小RNA的功能研究和应用。本研究通过对本实验室原有的tasiRNA表达载体进行改造,建立一种新的功能基因组学研究系统,将拟南芥内各种不同小RNA随机过量表达;并通过构建小RNA过表达突变体库,对各种小RNA的生物学功能、作用机制和靶基因进行研究。 本研究主要内容包括:⑴在原有tasiRNA表达载体pRDE-0的基础上,将pRDE-0的35S启动子35s替换成玉米Ubi启动子,构建新的tasiRNA表达载体pRDE。⑵通过合成三个报告基因CHLORINA42(Ch42)、Trich、 FLOWERING LOCUST(Ft)的寡聚核苷酸链,退火形成DNA双链,与酶切后载体pRDE连接,构建成三个含报告基因的载体:pRDE-Ch42、pRDE-Trich、pRDE-Ft,通过农杆菌介导的花序侵染法转化拟南芥,筛选出pRDE-Ch42、pRDE-Trich、pRDE-Ft过表达阳性株系,通过观察表型及靶基因表达量检测,验证了植物小RNA随机过表达载体pRDE及系统是可行的。⑶提取拟南芥总RNA并纯化小RNA组分,构建了小RNA随机过表达文库。深度测序结果表明文库丰度较高,基因组覆盖度高。⑷将构建的文库转入农杆菌,通过花序侵染法转化拟南芥,并筛选得到过表达小RNA的拟南芥突变体库,验证了部分过表达株系的插入片段。