メロンの果実の成熟期と成熟期の制御に関与するマイクロRNAのゲノムワイドな同定()

Genome-wide identification of microRNAs involved in the regulation of fruit ripening and climacteric stages in melon ().

• Selinge Bai
• Yunyun Tian
• Chao Tan
• Shunbuer Bai
• Jinfeng Hao
• Agula Hasi

抄録

果実の成熟は、複数の植物ホルモンや遺伝子の制御の影響を受けている。しかし、果実の成長や成熟に関わる転写後調節因子（miRNAなど）の研究は限られている。我々は、メロン（cv. Hetao melon）のmiRNAとその標的遺伝子を同定するために、miRNAシークエンシングとデグラドーム法を用いた。その結果、果実の生長期、成熟期、終熟期、後成熟期のサンプルから、保存されているmiRNAが61個、新規miRNAが36個同定され、そのうち32個の保存されているmiRNAは、発育期のサンプル間で異なる発現を示した。また、デグラドームシークエンシングにより、43個の保存型miRNAのうち62個の標的遺伝子と1個の新規miRNAが同定された。さらに、果実成熟に影響を与えるmiRNAを調べるために、pre-cme-miR393（cme-miR393OE）を過剰発現させたトランスジェニックメロン植物を作製し、その特徴を調べた。その結果、cme-miR393-OEトランスジェニック株では、非トランスジェニック株に比べて果実の成熟が遅れていることが明らかになった。また、cme-miR393の標的も同定され、トランスジェニック植物では発現が抑制されていた。これらの結果は、miRNAがメロン果実の成熟を制御していることを示す証拠であり、メロン果実の園芸形質を改善するための潜在的なターゲットを提供するものである。

Fruit ripening is influenced by multiple plant hormones and the regulation of genes. However, studies on posttranscriptional regulators (e.g., miRNAs) of fruit growth and ripening are limited. We used miRNA sequencing and degradome methods to identify miRNAs and their target genes in melon ( cv. Hetao melon). A total of 61 conserved miRNAs and 36 novel miRNAs were identified from fruit growth, ripening, climacteric, and postclimacteric developmental stage samples, of which 32 conserved miRNAs were differentially expressed between developmental stage samples. Sixty-two target genes of 43 conserved miRNAs and 1 novel miRNA were identified from degradome sequencing. To further investigate miRNA influencing fruit ripening, transgenic melon plants overexpressing pre-cme-miR393 (cme-miR393OE) were generated and characterized. The results showed that fruit ripening was delayed in cme-miR393-OE transgenic lines compared to nontransgenic fruits. The target of cme-miR393 was also identified, and the expression of was repressed in transgenic plants. These results provide evidence that miRNA regulates melon fruit ripening and provide potential targets to improve the horticultural traits of melon fruit.

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