microRNA在小麥抗旱育種中的研究進(jìn)展

化燁

（隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院，甘肅慶陽(yáng)745700）

近年來(lái)，隨著隴東地區(qū)日益增長(zhǎng)的人口壓力，對(duì)小麥的需求也越來(lái)越多，并且小麥屬內(nèi)的遺傳變異相當(dāng)有限，僅靠傳統(tǒng)育種方法選育抗旱小麥品種時(shí)間長(zhǎng)，效果不顯著。本文就小麥抗旱研究進(jìn)展、microRNA在小麥抗旱研究中的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析并提出建議，對(duì)今后小麥抗旱育種提供一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

1 小麥抗旱分子生物學(xué)研究進(jìn)展

小麥在干旱脅迫條件下，生理生化水平發(fā)生諸多變化，這些變化反映了小麥在干旱來(lái)臨以后產(chǎn)生的應(yīng)急反應(yīng)。但是要提高小麥的抗旱性，需要從分子水平上讓小麥具備更強(qiáng)的抗旱能力，并能夠穩(wěn)定遺傳。雖然已經(jīng)在小麥中克隆了很多抗旱基因，但是與干旱相關(guān)的大多數(shù)生理特征表現(xiàn)為數(shù)量性狀，這些性狀都被多個(gè)基因或者基因復(fù)合體控制，并且這些基因又組成復(fù)雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控著植物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)過(guò)程。因此，目前對(duì)于這些基因在小麥中的抗旱分子機(jī)制并不是很明確。

2 miRNA在植物抗旱研究中的應(yīng)用

microRNA基因是生物體內(nèi)一類長(zhǎng)度在21～24bp的非編碼RNA，它可以結(jié)合到靶基因的mRNA分子3′端非編碼區(qū)域上，互補(bǔ)匹配，阻礙靶基因翻譯或降解靶基因mRNA，調(diào)整生物體內(nèi)的基因表達(dá)水平。已經(jīng)有越來(lái)越多的研究表明，miRNA在植物抵抗非生物脅迫時(shí)扮演了重要的角色。Li等人在擬南芥中發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫抑制了miR169a和miR169c的表達(dá)，在擬南芥中超量表達(dá)miR169a，與野生型比較，超表達(dá)植株表現(xiàn)出葉片易失水、抗干旱能力減弱等特點(diǎn)[1]。Zhao等人發(fā)現(xiàn)水稻在受到干旱脅迫時(shí)，miR169g基因表達(dá)量發(fā)生變化，該基因表達(dá)量高的植株表現(xiàn)出其根部組織能夠快速響應(yīng)干旱脅迫，這是miR169家族中唯一受到干旱脅迫誘導(dǎo)的miRNA[2]。Wei等在miRNA芯片雜交實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫下，13個(gè)物種中的34個(gè)miRNA表達(dá)量顯著變化[3]。這說(shuō)明miRNA基因廣泛參與植物抗旱過(guò)程的遺傳調(diào)控，而且miRNA基因可能還在植物抗旱過(guò)程中起重要作用，解析miRNA基因在植物抗旱過(guò)程中的作用將解決植物抗旱遺傳育種的關(guān)鍵問(wèn)題。

3 展望

目前，從全球氣候特點(diǎn)來(lái)看，旱災(zāi)的發(fā)生已經(jīng)愈來(lái)愈頻繁，尤其是在我國(guó)西北部地區(qū)，因此，小麥的抗旱性研究已在國(guó)內(nèi)外引起高度重視。近年來(lái)，有關(guān)小麥的抗旱性研究主要集中在抗旱機(jī)理、抗旱鑒定及抗旱種質(zhì)資源的搜集等方面。為了解決全球不斷增長(zhǎng)的人口的糧食問(wèn)題，小麥育種的努力方向應(yīng)集中在培育適應(yīng)不同干旱環(huán)境的高抗性品種上。在miRNA研究方面，將miRNA的相關(guān)研究從miRNA基因的鑒定轉(zhuǎn)向功能分析，并應(yīng)用miRNA基因或人工合成的miRNA培育高抗旱性的轉(zhuǎn)基因小麥。雖然在過(guò)去的20年里已經(jīng)取得了豐碩的成果，但是在未來(lái)需要更多的時(shí)間使miRNA成為改良小麥抗旱性的主角。