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microRNA与作物农艺性状主讲人：

目录第一章microRNA基础概念第二章microRNA与作物生长第四章microRNA的应用前景第三章microRNA调控农艺性状第六章未来研究方向第五章microRNA研究挑战

microRNA基础概念01

定义与功能microRNA的定义microRNA是一类长度约为22个核苷酸的非编码RNA分子，通过与目标mRNA互补配对来调控基因表达。调控基因表达microRNA通过降解mRNA或抑制其翻译过程，参与调控植物生长发育、应答环境压力等多种生物学过程。

在植物中的作用microRNA通过与目标mRNA互补配对，引导RNA诱导的沉默复合体，从而调控植物的基因表达。调控基因表达植物中的microRNA能够响应干旱、盐碱等环境压力，通过调节相关基因的表达来增强植物的抗逆性。响应环境压力在植物生长发育过程中，特定的microRNA参与调控细胞分裂、分化及器官形成等关键步骤。参与生长发育010203

发现与研究历程1993年，Lee等科学家首次在秀丽隐杆线虫中发现并描述了lin-4microRNA，开启了microRNA研究的新纪元。microRNA的早期发现01microRNA的命名规则02随着越来越多的microRNA被发现，研究者们建立了统一的命名规则，以确保每种microRNA的唯一性。

发现与研究历程microRNA的生物合成途径研究揭示了microRNA的生物合成过程，包括Drosha和Dicer酶的作用，以及前体microRNA的剪接和成熟机制。0102microRNA的功能研究通过基因敲除和过表达实验，科学家们开始探究microRNA在调控基因表达中的具体作用，揭示其在细胞分化和发育中的重要性。

microRNA与作物生长02

影响种子发育促进种子萌发调控种子休眠microRNA通过影响激素平衡，控制种子休眠状态，确保适宜条件下萌发。特定的microRNA在种子吸水后表达，促进细胞分裂和代谢，加速种子萌发过程。影响胚乳发育microRNA在胚乳细胞分化和营养物质积累中起关键作用，影响种子的大小和质量。

调控植物激素01miRNA通过调控生长素相关基因表达，影响植物细胞伸长和分裂，进而调节植物生长。miRNA与生长素02特定miRNA参与赤霉素信号传导，影响种子萌发、茎节伸长等植物生长发育过程。miRNA与赤霉素03细胞分裂素水平受miRNA调控，进而影响植物细胞分裂和分化，对作物产量有重要影响。miRNA与细胞分裂素

应对环境压力在干旱条件下，特定的microRNA如miR169在植物中表达量上升，帮助调节水分利用效率。干旱胁迫下的microRNA调控01盐胁迫下，植物体内miR393等microRNA的表达变化，参与调控植物的盐分吸收和耐盐性。盐胁迫响应的microRNA机制02极端温度条件下，如miR319参与调控植物的生长发育，帮助作物适应温度变化。温度应激下的基因表达调控03

microRNA调控农艺性状03

形态建成调控microRNA通过影响植物激素信号传导，调控植物的生长发育，如影响茎的伸长和分枝。调控植物生长发育01特定的microRNA能够调控叶片的大小、形状和叶绿体的发育，进而影响光合作用效率。控制叶片形态02例如，miR172在拟南芥中调控花器官的形成，影响开花时间及花的结构。影响花器官发育03

产量性状影响例如，miR156参与调控拟南芥种子的发育过程，影响最终的种子产量。microRNA对种子发育的调控例如，番茄中的miR159通过调控果实成熟相关基因，影响果实的大小和成熟速度。microRNA对果实成熟的调控例如，miR172在拟南芥中通过调控花期相关基因，间接影响作物的产量。microRNA在花期调控中的作用

品质性状改善利用microRNA对色素合成基因的调控，可以改善作物果实的色泽，增加市场吸引力。改善果实色泽某些microRNA能够增强作物的抗病基因表达，减少病害发生，提升作物的健康水平。增强抗病性通过特定的microRNA调控，可以改变作物种子的大小，从而提高作物的产量和品质。调控种子大小

microRNA的应用前景04

基因编辑技术利用CRISPR-Cas9技术，科学家能够精确地编辑作物基因组，以增强抗病性和提高产量。CRISPR-Cas9系统TALENs（转录激活因子效应物核酸酶）技术允许对作物基因进行定制化修改，以改善农艺性状。TALENs技术锌指核酸酶（ZFNs）技术是早期基因编辑工具，通过设计特异性蛋白来切割DNA，实现基因的定点修改。ZFNs技术

转基因作物开发通过设计特定的microRNA，可以增强作物对病原体的抵抗力，减少农药使用。提高作物抗病性利用microRNA调控植物生长相关基因，可促进作物快速生长，提高产量。促