miRNA參與植物胚和胚乳發(fā)育調(diào)控的研究進(jìn)展

邢利娟， 劉悅萍， 王磊， 徐妙云*

1. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)基因組學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京)，北京 100081；2. 北京農(nóng)學(xué)院生物與資源環(huán)境學(xué)院，北京 102206

籽粒發(fā)育主要包括胚和胚乳的發(fā)育以及貯藏物質(zhì)的積累[1]。籽粒的灌漿、形態(tài)發(fā)育直接影響著作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。以玉米為例，玉米籽粒的發(fā)育是由典型的雙受精開始，一個(gè)精子與卵細(xì)胞結(jié)合形成胚，另一個(gè)與2個(gè)極核結(jié)合形成胚乳[2]。胚、胚乳和母體組織經(jīng)歷精密、協(xié)調(diào)的發(fā)展，可以分為3個(gè)階段：早期發(fā)育、灌漿期和脫水成熟期[3]。在授粉后15 d(day after pollination，DAP)，胚和胚乳從一個(gè)單細(xì)胞迅速發(fā)展成為分化組織。在15～45 DAP，胚乳積累了大量的貯藏物質(zhì)，籽粒開始脫水成熟。在籽粒發(fā)育的過程中，受到多種機(jī)制的調(diào)控，包括各種環(huán)境因子、內(nèi)源調(diào)控激素以及各種微小RNA(microRNAs，miRNAs)等。

miRNAs是一類內(nèi)源性非編碼小分子RNA，其通過靶向mRNA在轉(zhuǎn)錄后水平上負(fù)調(diào)控基因的表達(dá)[4]。多項(xiàng)研究表明，植物miRNA參與調(diào)控細(xì)胞分裂、形態(tài)發(fā)生、器官發(fā)育和激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等多個(gè)生物學(xué)過程[5-6]。本文概述了植物miRNAs的生成及作用機(jī)制，綜述了近年來miRNAs參與植物籽粒發(fā)育調(diào)控的主要研究進(jìn)展，并探討和展望了miRNAs在玉米籽粒發(fā)育中的調(diào)控功能，以期為進(jìn)一步鑒定與玉米籽粒發(fā)育相關(guān)的miRNAs并解析其調(diào)控功能提供更好的研究方向。

1 植物miRNA的形成及作用機(jī)制

miRNA是調(diào)控真核生物基因表達(dá)的重要調(diào)控因子，通常只有21～24 nt的長度，植物中21 nt的miRNA數(shù)量最多[7]。植物中，21 nt miRNA的生物形成包括4個(gè)步驟：①編碼miRNA基因的轉(zhuǎn)錄，細(xì)胞核中編碼miRNA的基因在RNA聚合酶Ⅱ(RNA polymerase Ⅱ)的作用下轉(zhuǎn)錄形成長度約為幾百個(gè)nt、具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物pri-miRNA (primary miRNA)[7-8]；②雙鏈miRNA的形成，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)RNase Ⅲ蛋白Ⅰ(Dicer-like 1，DCL1)切割產(chǎn)生前體miRNA(miRNA precursor，pre-miRNA)，該前體長度一般為64～303 nt，隨后DCL1繼續(xù)作用于pre-miRNA而形成雙鏈miRNA；③雙鏈miRNA的釋放；④雙鏈miRNA甲基化、輸出及組裝，雙鏈miRNA在miRNA甲基轉(zhuǎn)移酶(Hua enhancer 1，HEN1)的作用下，使3′端最后一個(gè)核苷酸發(fā)生甲基化后[9-10]，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與效應(yīng)蛋白(argonaute proteins，AGOs)結(jié)合，然后整合到RNA介導(dǎo)的沉默復(fù)合體(RNA-induced silencing complexes，RISCs)中進(jìn)一步靶向互補(bǔ)RNA或DNA，使其編碼基因發(fā)生沉默[4,11]。在不同物種中，DCLs、AGOs以及RNA依賴的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerases，RDRs)蛋白的數(shù)量存在差異。如擬南芥中，鑒定出了4個(gè)AtDCLs、10個(gè)AtAGOs和6個(gè)AtRDRs，DCL蛋白在植物體內(nèi)的作用主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：加工體內(nèi)的單鏈RNA產(chǎn)生miRNA、剪切外源雙鏈RNA成為小干擾RNA(short interfering RNA，siRNA)，DCL1蛋白主要參與miRNA的合成，其他3種DCL蛋白都與siRNA合成相關(guān)；在擬南芥的10個(gè)AGOs蛋白中，具有切割活性的有AGO1、AGO4和AGO7[12]；RDRs能以RNA為模板，從5′到3′進(jìn)行延伸合成互補(bǔ)RNA鏈[13]。水稻中，有8個(gè)OsDCLs、19個(gè)OsAGOs和5個(gè)OsRDRs[14]；玉米中，共鑒定到5個(gè)ZmDCLs、17個(gè)ZmAGOs和5個(gè)ZmRDRs基因[15-16]。

植物miRNA抑制基因表達(dá)的主要途徑是降解與其高度互補(bǔ)的目標(biāo)轉(zhuǎn)錄物[17-18]。也有研究表明植物中miRNA通過翻譯抑制發(fā)揮調(diào)控功能[19]，主要取決于植物miRNA與其靶mRNA序列的互補(bǔ)程度。目前己知的植物miRNA的功能主要表現(xiàn)在調(diào)控植物發(fā)育的各個(gè)方面，包括生長發(fā)育、逆境應(yīng)答和種子形成等生物學(xué)過程，甚至1個(gè)miRNA可以通過靶向多個(gè)不同下游基因而發(fā)揮多種調(diào)控功能，其靶基因60%以上是植物發(fā)育模式和細(xì)胞分化中相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子[20-21]。

2 miRNA對籽粒胚乳發(fā)育的調(diào)控

2.1 胚乳的發(fā)育過程

胚乳主要為胚的萌發(fā)和生長提供營養(yǎng)。胚乳的發(fā)育分為3種類型：核型(nuclear type)、細(xì)胞型(cellular type)和沼生目型(helobial type)。在這3種方式中，細(xì)胞型胚乳發(fā)育的特點(diǎn)是從初生胚乳核的第一次分裂及其后的分裂都是緊跟著形成細(xì)胞壁，多集中于雙子葉植物，如煙草、番茄等。沼生目型比較少見，只出現(xiàn)在沼生目植物的胚乳發(fā)育中。核型方式最為普遍，核型胚乳的典型特征是受精極核的第一次分裂以及其后一段時(shí)間的核分裂，不伴隨細(xì)胞壁的形成，各個(gè)細(xì)胞核保留游離狀態(tài)，分布在同一細(xì)胞質(zhì)中。以玉米為例，其胚乳發(fā)育是典型的核型，在胚乳發(fā)育早期為游離核時(shí)期，各個(gè)胚乳核呈游離狀態(tài)分布在胚囊中。待發(fā)育到一定階段，開始出現(xiàn)細(xì)胞壁，并且由四周逐漸向中央液泡推進(jìn)，直至6 DAP左右，胚乳全部細(xì)胞化[22]。細(xì)胞化后，依據(jù)細(xì)胞的不同形態(tài)以及其功能將胚乳分為4種細(xì)胞類型：淀粉胚乳(starch endosperm)、糊粉層(aleurone，AL)、淀粉基部胚乳轉(zhuǎn)移層(base endosperm transfer layer，BETL)和胚周區(qū)(embryo surrounding region，ESR)。淀粉胚乳負(fù)責(zé)積累淀粉和儲藏蛋白質(zhì)[23-24]。淀粉胚乳細(xì)胞在發(fā)育的早期主要為大型薄壁細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)含有各種細(xì)胞器，在發(fā)育中后期，內(nèi)胚乳細(xì)胞核逐漸衰亡，隨著淀粉體和蛋白體不斷填充，細(xì)胞內(nèi)液泡逐漸消失，直至胚乳成熟期，淀粉胚乳細(xì)胞變成無生理活性的貯藏細(xì)胞[25-26]。BETL是由胚乳周圍的區(qū)域最接近花梗端部的韌皮部分化成的，負(fù)責(zé)將營養(yǎng)物質(zhì)從母體向內(nèi)部胚乳細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)，以保證蛋白質(zhì)和淀粉的合成。如王忠等[26]發(fā)現(xiàn)胚乳轉(zhuǎn)移細(xì)胞(transfer cell，TC)的細(xì)胞壁中有胞間連絲，并且細(xì)胞壁的空腔含有較多的線粒體，細(xì)胞內(nèi)部內(nèi)含有許多電子密度高的物質(zhì)，推測胚乳轉(zhuǎn)移細(xì)胞在把灌漿養(yǎng)分輸入胚乳方面起著重要的作用。近年來的研究鑒定了許多BETL中特異表達(dá)的基因，如BETL1是轉(zhuǎn)移細(xì)胞分化的標(biāo)志；MRP-1(MYB-related protein-1)編碼1個(gè)MYB相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子，參與激活BETL中其他基因，也有研究表明，MRP-1在AL中異位表達(dá)可以產(chǎn)生1個(gè)瞬時(shí)BETL-like的結(jié)構(gòu)[27]。剩余的胚乳外細(xì)胞層分化形成AL，AL是一層單細(xì)胞，在種子萌發(fā)時(shí)產(chǎn)生水解酶活化淀粉胚乳中的儲藏物質(zhì)[28-29]。ESR細(xì)胞的體積小，并且有大的核和豐富的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，它是一個(gè)動態(tài)的結(jié)構(gòu)，在15 DAP左右消失，并作為胚與胚乳的物理屏障，參與二者的互作[30]。除去ESR之外的胚乳細(xì)胞分化成了淀粉胚乳，它們構(gòu)成了胚乳的大部分，致力于灌漿階段的營養(yǎng)儲存[31]。

2.2 miRNA對胚乳的調(diào)控

胚乳的發(fā)育受很多因素的調(diào)控，其中miRNA的調(diào)控至關(guān)重要。miR397被認(rèn)為參與維持胚乳細(xì)胞分生組織的狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，miR397在擬南芥原胚細(xì)胞中高表達(dá)，導(dǎo)致漆酶基因的下調(diào)，從而維持胚胎細(xì)胞處于薄壁和分生組織狀態(tài)，影響次生細(xì)胞的木質(zhì)化和細(xì)胞壁增厚；而miR397在分生組織中低表達(dá)使漆酶積累，從而導(dǎo)致分生組織向成熟細(xì)胞過渡時(shí)細(xì)胞壁木質(zhì)化[32]。在椰子中也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果，miR397在胚乳中的高表達(dá)可以使其胚乳保持分生組織狀態(tài)[33]。Gu等[34]通過小分子RNA(small RNA，sRNA)高通量測序技術(shù)鑒定了來自11個(gè)miRNA家族共18個(gè)參與調(diào)控玉米胚乳發(fā)育的miRNAs，發(fā)現(xiàn)與4～6 DAP相比，7～23 DAP胚乳中miR160的表達(dá)水平下調(diào)、miR167的表達(dá)水平上調(diào)。研究表明，miR160和miR167可以通過靶向生長素應(yīng)答因子(auxin response factor，ARF)來調(diào)節(jié)生長素的水平，進(jìn)而調(diào)控胚乳的發(fā)育[35-36]。在擬南芥中，miR160通過靶向降解轉(zhuǎn)錄因子ARF17基因，影響GH3(gretchen hagen 3，GH3)家族蛋白的變化，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)生長素水平[37]。在水稻中，Yang等[38]發(fā)現(xiàn)當(dāng)水稻細(xì)胞在無生長素培養(yǎng)基中生長時(shí)，miR167豐度降低，ARF8的mRNA水平升高；在含有生長素的正常生長培養(yǎng)基中生長的細(xì)胞中，miR167及ARF8的表達(dá)則呈現(xiàn)出相反的趨勢。當(dāng)將人工合成的miR167轉(zhuǎn)染入水稻細(xì)胞后，細(xì)胞中ARF8和GH3-2的mRNA均降低。從而發(fā)現(xiàn)了生長素—miR167—ARF8—GH3-2這樣一條新的生長素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。

本實(shí)驗(yàn)室之前通過miRNA轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，在發(fā)育中的玉米籽粒中鑒定到132個(gè)已知的miRNAs和6個(gè)新的miRNAs，并發(fā)現(xiàn)miR164、miR171、miR393和miR2118在發(fā)育的胚乳中高表達(dá)[39]。這些高表達(dá)的miRNA靶向的基因包括轉(zhuǎn)錄調(diào)控、大分子生物合成與代謝過程以及胚乳中維生素生物合成與代謝過程[39]，另外也研究了9、15和20 DAP玉米胚和胚乳中miRNA的動態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)miR169在玉米籽粒發(fā)育的早期和中期特異性高表達(dá)，參與胚或胚乳的調(diào)控發(fā)育[40]。值得注意的是，早期研究表明miR169家族成員主要參與植物應(yīng)對非生物脅迫的反應(yīng)，而最近發(fā)現(xiàn)，miR169家族成員可能作為一個(gè)紐帶協(xié)調(diào)應(yīng)激反應(yīng)和各種發(fā)育過程。如Luan等[41]發(fā)現(xiàn)ath-miR169d 通過對其靶基因NF-YA2的作用參與了擬南芥中逆境誘導(dǎo)的開花調(diào)控。在油菜中，miR169參與調(diào)控了鹽脅迫或干旱脅迫條件下種子的萌發(fā)過程[42]。前期，本實(shí)驗(yàn)室也發(fā)現(xiàn)zma-miR169家族成員能響應(yīng)聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)模擬的干旱、脫落酸(abscisic acid，ABA)和NaCl這3種非生物脅迫，并通過轉(zhuǎn)基因玉米植物中啟動子::GUS系統(tǒng)表明miR169影響籽粒發(fā)育[40]。此外，Zheng等[43]發(fā)現(xiàn)miR164在玉米籽粒發(fā)育過程中表達(dá)下調(diào)，參與了玉米胚乳的發(fā)育，并提出一條miR164參與玉米種子發(fā)育的調(diào)控途徑：miR164通過靶向轉(zhuǎn)錄因子NAC32/NAC40，間接調(diào)控下游基因EXPB14(expansin 14)和EXPB15(expansin 15)的表達(dá)(expansin基因與種子膨大有關(guān))，進(jìn)而影響玉米胚乳細(xì)胞的增大和種子的發(fā)育。參與調(diào)控胚乳的發(fā)育過程的miRNAs及其功能見圖1。

圖1 與籽粒發(fā)育相關(guān)的miRNAs 及調(diào)控功能Fig.1 miRNAs involved in kernel development and its regulatory function

2.3 miRNA對胚乳中淀粉合成的調(diào)控

禾谷類作物如小麥、水稻、玉米等的籽粒發(fā)育主要是淀粉積累的過程，這個(gè)過程會受到miRNAs的諸多調(diào)控。在小麥中，miR1037可以通過調(diào)控其靶基因——磷酸甘油酸激酶基因，進(jìn)而參與調(diào)節(jié)淀粉和蔗糖之間的碳分配[44]；miR128-5p可以通過靶向調(diào)控蛋白DRG1(developmentally regulated GTP-binding protein 1)，DRG1對調(diào)節(jié)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)或加工貯藏蛋白的酶活性至關(guān)重要，從而調(diào)節(jié)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)或加工貯藏蛋白的酶活性；miR004-1-5p通過抑制蔗糖磷酸合成酶編碼基因的表達(dá)，從而對淀粉積累過程進(jìn)行負(fù)調(diào)控[45-46]。擴(kuò)展蛋白(expansin)是決定籽粒大小的一個(gè)重要因素，miR1137通過靶向擴(kuò)展蛋白基因膨脹素，參與了小麥早期的籽粒膨大過程[44]。在水稻中，Peng等[47]發(fā)現(xiàn)miR1867的靶基因是編碼淀粉合成酶蛋白的基因，通過參與淀粉合成通路，進(jìn)而調(diào)控水稻灌漿率。而Li等[48]的研究發(fā)現(xiàn)在玉米中，miR167在營養(yǎng)貯藏階段可能通過調(diào)節(jié)單銅氧化酶(monocopper oxidase，MCO)基因的表達(dá)參與種子成熟代謝的調(diào)控，miR528可能通過調(diào)節(jié)抗凍蛋白(antifreeze protein，AFP)基因的表達(dá)參與調(diào)控營養(yǎng)貯藏過程中的逆境反應(yīng)。此外，在非谷類植物擬南芥中發(fā)現(xiàn)，miR1855的候選靶基因編碼的磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(triose phosphate translocator，TPT)是一種存在于擬南芥葉綠體內(nèi)膜的完整膜蛋白，它負(fù)責(zé)輸出光合作用過程中產(chǎn)生的所有碳水化合物，miR1855可抑制TPT從而使淀粉合成增加[49]。參與調(diào)控胚乳中淀粉合成的miRNAs及其功能見圖1。

3 miRNA參與調(diào)控胚的發(fā)育過程

3.1 胚的發(fā)育過程

在被子植物中，無論是單子葉植物還是雙子葉，都有著典型的雙受精現(xiàn)象，即每個(gè)萌發(fā)的花粉管中攜帶2枚精子，到達(dá)胚珠后釋放出來，一個(gè)精子與卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵，另一個(gè)精子與2個(gè)極核結(jié)合形成受精極核。以玉米為例，玉米的胚是在雙受精過程中，由其中1個(gè)精子與卵細(xì)胞結(jié)合形成，其位于籽粒基底部的近軸側(cè)。授粉后40 h左右，受精卵開始了第1次細(xì)胞分裂，形成1個(gè)頂細(xì)胞和1個(gè)近珠孔端的基細(xì)胞，頂細(xì)胞經(jīng)過幾次的細(xì)胞分裂，逐漸發(fā)育成球狀胚體，近珠孔端的基細(xì)胞則經(jīng)分裂發(fā)育成為胚柄。3～5 DAP，胚形成1個(gè)圓球形的上部、胚體以及1個(gè)錐形下部[50]。6～8 DAP，胚的一側(cè)開始分化，出現(xiàn)了莖端生長點(diǎn)和根端生長點(diǎn)，另一側(cè)已有盾片發(fā)育跡象。9～12 DAP，開始分化出莖尖分生組織(shoot apical meristem，SAM)和根尖分生組織(root apical meristem，RAM)，它們周圍形成了胚芽鞘和胚根鞘；另外，單一的玉米子葉在胚胎的背面開始生長擴(kuò)大[51]。12 DAP時(shí)，便清晰可見生長錐，此時(shí)是生長最快的時(shí)期，并且胚芽鞘由于快速生長與盾片分離，胚柄變短，開始產(chǎn)生葉原基。之后，胚柄退化，胚根與胚芽鞘分化明顯，胚根伸長，并分化出次生胚根，胚葉數(shù)不斷增加；12～20 DAP是胚發(fā)育最快的時(shí)期，基本完成了各種器官的分化；45 DAP，胚便發(fā)育成熟，呈現(xiàn)出5～7片胚葉。胚發(fā)育過程中胚柄的退化、盾片與胚芽鞘之間凹陷的產(chǎn)生是細(xì)胞的一種程序性死亡[52-53]。

3.2 miRNA對胚的發(fā)育的調(diào)控

miRNA對不同物種的胚的發(fā)育調(diào)控都起著關(guān)鍵的作用。miR156、miR172及其靶基因SBP-Like(Squamosa promoter binding protein-like， SPL)和AP2(Apetala 2)編碼的轉(zhuǎn)錄因子在植物胚胎發(fā)育過程中起著關(guān)鍵作用[54]。在油菜中，miR156家族的大多數(shù)成員在胚子葉中高度表達(dá)，并且在種子成熟過程中它們的表達(dá)逐漸增加；與之相反，一些miR156變異體則在胚乳和種皮中特異性表達(dá)，并在種子成熟過程中降低[55]。在玉米中發(fā)現(xiàn)miR172在種子發(fā)育早期的胚乳中優(yōu)先表達(dá)，在隨后的成熟過程中表達(dá)下調(diào)，而隨著籽粒發(fā)育，miR156的表達(dá)量則上升，它們的靶基因AP2和SPL分別以互補(bǔ)模式表達(dá)[56]。玉米Cg1(Corngrass1)基因編碼1個(gè)miRNA，促進(jìn)幼年細(xì)胞壁形態(tài)建成，而此基因突變后的突變體的miR156水平升高、miR172水平降低，出現(xiàn)發(fā)育過度、幼期特征延長和延遲開花等表型[57]。此外，Huang等[55]研究發(fā)現(xiàn)，miR159優(yōu)先表達(dá)于油菜子葉和下胚軸，推測miR159限制了胚胎中的赤霉素(gibberellins，GAs)效應(yīng)，主要影響子葉以及下胚軸組織。Li等[48]在未成熟的玉米籽粒中鑒定到111個(gè)保守的miRNA(來自40個(gè)miRNA家族)和196個(gè)新的miRNA(來自162個(gè)miRNA家族)，發(fā)現(xiàn)miR169、miR171、miR393等高表達(dá)的保守miRNA家族可能在玉米籽粒的胚胎發(fā)育中參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控和形態(tài)發(fā)生。NAM(no apical meristem)是miR164的靶基因，miR164在玉米籽粒發(fā)育早期表達(dá)較高，而NAM表達(dá)較低，miR164的早期積累表明，它可能通過沉默NAM基因在玉米籽粒的胚胎發(fā)育中發(fā)揮作用。另外，在玉米籽粒發(fā)育后期miR528的積累，推測miR528可能通過調(diào)節(jié)AFP基因的表達(dá)參與調(diào)控營養(yǎng)貯藏過程中的逆境反應(yīng)[48]。上述參與調(diào)控胚的發(fā)育的miRNAs及其功能見圖1。

4 展望

本文綜述了近年來miRNA參與調(diào)控植物胚和胚乳發(fā)育的相關(guān)研究進(jìn)展。miRNA作為重要的調(diào)控因子，從2002年首次在植物中發(fā)現(xiàn)至今，研究人員從生物合成與作用機(jī)制、進(jìn)化與變異、檢測與鑒定技術(shù)、生物學(xué)功能及調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)方面對植物miRNA進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，研究對象也從模式植物逐漸轉(zhuǎn)向作物，如水稻、小麥、馬鈴薯、大豆、玉米、番茄等。迄今為止，已經(jīng)解析了不少具有重要生物學(xué)功能的miRNA-靶基因調(diào)控模塊，如在水稻中鑒定了osa-miR156-OsSPL、osa-miR159-OsGAMYB、osa-miR160-OsARF等至少33個(gè)模塊參與了水稻葉片發(fā)育、莖的伸長、開花時(shí)間、非生物與生物逆境響應(yīng)、籽粒發(fā)育等幾乎全生育期的調(diào)控；小麥中有tae-miR159-TaGAMYB、tae-miR164-TaNAC21/22、tae-miR408-TaCLP1等[58-59]。在玉米中目前共鑒定了5對模塊，包括zma-miR156-tga1、zma-miR164-ZmNAC1、zma-miR166-rld1、zma-miR172-gl15以及zma-miR172-ids1，分別參與調(diào)控幼年到成年期轉(zhuǎn)變、苞葉發(fā)育、側(cè)根發(fā)育、葉片極性和性別決定等生物學(xué)過程，但目前尚未見有與玉米籽粒發(fā)育相關(guān)miRNA-靶基因調(diào)控模塊被鑒定[59]。

本課題組前期對玉米籽粒發(fā)育過程中的miRNA進(jìn)行挖掘和鑒定[40]，發(fā)現(xiàn)有包括zma-miR166、zma-miR156、zma-miR171、zma-miR167、zma-miR169和zma-miR399等6個(gè)miRNA家族成員在玉米籽粒中優(yōu)勢表達(dá)。其中miR169是植物中家族成員最多的保守miRNA，發(fā)現(xiàn)至少有9個(gè)成熟的miR169在玉米籽粒中優(yōu)勢表達(dá)，并且通過PromiR169::GUS轉(zhuǎn)基因玉米檢測了在籽粒發(fā)育過程中zma-miR169家族成員的表達(dá)模式，組織化學(xué)分析結(jié)果表明zma-miR169b、zma-miR169c和zma-miR169i 主要在花梗、胎盤、基部胚乳轉(zhuǎn)移層以及胚和胚乳中表達(dá)，提示miR169主要在營養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)和籽粒發(fā)育過程中發(fā)揮重要調(diào)控作用。下一步將重點(diǎn)研究其參與調(diào)控玉米籽粒發(fā)育的分子機(jī)制，綜合轉(zhuǎn)基因技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)、生物信息學(xué)技術(shù)等方法，確定miR169調(diào)控的下游靶基因及其功能進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，闡明其內(nèi)在的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，將有望為玉米的遺傳改良和種質(zhì)資源創(chuàng)新提供新的思路。