MicroRNA319 positively regulates cold tolerance by targeting OsPCF6 and OsTCP21 in rice (Oryza sativa L.).
MicroRNA319 positively regulates cold tolerance by targeting OsPCF6 and OsTCP21 in rice (Oryza sativa L.).
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DOI：
10.1371/journal.pone.0091357
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Zhu YM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang ST;Sun XL;Hoshino Y;Yu Y;Jia B;Sun ZW;Sun MZ;Duan XB;Zhu YM
microRNA319 (miR319) 家族在不同植物物种中是保守的。在水稻 (Oryza sativa L.) 中，miR319 基因家族由两个成员组成：Osa-miR319a 和 Osa-miR319b。我们发现在水稻中过度表达 Osa-miR319b 会导致叶片变宽并延迟发育。在这里，我们重点研究了 Osa-miR319b 基因响应水稻冷胁迫的生物学功能和潜在分子机制。 Osa-miR319b 的表达因冷应激而下调，而 Osa-miR319b 的过表达导致对冷应激的耐受性增强，这可以通过较高的存活率和脯氨酸含量来证明。此外，Osa-miR319b 转基因系中一些冷应激反应基因（例如 DREB1A/B/C、DREB2A、TPP1/2）的表达有所增加。此外，我们证明了转录因子 OsPCF6 和 OsTCP21 的核定位，它们可能是 Osa-miR319b 靶向基因。我们还发现OsPCF6和OsTCP21的表达很大程度上是由冷胁迫诱导的，并且在过表达Osa-miR319b的植物中诱导程度明显受到抑制。正如预期的那样，OsPCF6 和 OsTCP21 的下调导致对冷应激的耐受性增强，部分是通过改变活性氧清除作用来实现的。综上所述，我们的研究结果表明 Osa-miR319b 在植物对冷胁迫的反应中发挥着重要作用，可能是通过靶向 OsPCF6 和 OsTCP21 来实现的。
The microRNA319 (miR319) family is conserved among diverse plant species. In rice (Oryza sativa L.), the miR319 gene family is comprised of two members, Osa-miR319a and Osa-miR319b. We found that overexpressing Osa-miR319b in rice resulted in wider leaf blades and delayed development. Here, we focused on the biological function and potential molecular mechanism of the Osa-miR319b gene in response to cold stress in rice. The expression of Osa-miR319b was down-regulated by cold stress, and the overexpression of Osa-miR319b led to an enhanced tolerance to cold stress, as evidenced by higher survival rates and proline content. Also, the expression of a handful of cold stress responsive genes, such as DREB1A/B/C, DREB2A, TPP1/2, was increased in Osa-miR319b transgenic lines. Furthermore, we demonstrated the nuclear localization of the transcription factors, OsPCF6 and OsTCP21, which may be Osa-miR319b-targeted genes. We also showed that OsPCF6 and OsTCP21 expression was largely induced by cold stress, and the degree of induction was obviously repressed in plants overexpressing Osa-miR319b. As expected, the down-regulation of OsPCF6 and OsTCP21 resulted in enhanced tolerance to cold stress, partially by modifying active oxygen scavenging. Taken together, our findings suggest that Osa-miR319b plays an important role in plant response to cold stress, maybe by targeting OsPCF6 and OsTCP21.
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