高效调控紫草药用天然产物合成相关miRNA的发掘及其分子机制研究

紫草是一种重要的药用植物，其根系合成的次生代谢产物-紫草宁及其衍生物，具有重要的药用价值。miRNAs 通过作用于靶标基因对植物的生长、代谢等生理过程起到重要的调控作用，然而关于miRNA 是否参与植物药用天然产物的合成调控还鲜有报道。本项目采用紫草细胞和毛状根培养体系，解析了紫草宁合成相关的miRNA表达谱并对其作用进行了相关分析。主要研究成果包括：（1）成功构建了两阶段培养体系触发紫草宁合成过程的紫草细胞miRNA 文库并通过高通量测序分析获得了差异表达的miRNA表达谱;（2）成功构建了光信号调控紫草宁合成的紫草细胞miRNA 文库，并通过高通量测序分析获得了差异表达的miRNA表达谱;（3）通过生物信息学策略获得了关键miRNA对应的靶基因;（4）成功克隆了关键miRNA作用途径相关靶标基因的cDNA全长;（5）采用RLM-RACE法验证了miRNA的靶标基因;（6）构建了miRNA和其靶标基因的植物表达载体并进行了转基因功能研究。本项目研究结果为深入揭示紫草天然产物的合成及调控机制，以及非模式植物的次生代谢生物工程实践奠定了基础。