中文摘要：

大白菜叶球的大小及形状是重要的育种目标性状，但叶球发育的基因调控机制尚未彻底阐明。申请人前期已完成了大白菜莲座叶和包叶的转录组测序，并以其全基因组序列为参考进行了相关生物信息学分析。本项目拟在此基础上，利用高通量测序技术对大白菜莲座叶和包叶进行microRNA测序和RNA降解组测序，通过对测序数据的生物信息学分析，明确包叶分化过程中microRNA表达谱变化及其相应靶基因种类，结合已完成的相关转录组测序及分析结果构建大白菜叶球发育过程中可能的基因调控网络并发现关键节点基因，然后选择部分（1-2个）可能参与叶球发育的关键microRNA及其靶基因，通过表达模式分析和利用转基因技术在大白菜中过量表达和抑制相应microRNA功能的方法，验证其在叶球发育中的调控作用。以此为切入点，为全面揭示大白菜叶球发育的基因调控机制奠定基础，也为人们利用基因工程手段调控叶球的大小和形状提供大量的功能基因。

结论摘要：

在本项目资助下，项目组成员经过3年的努力，圆满完成了项目计划的内容和任务指标，主要结果如下（1） 利用高通量测序技术对大白菜叶球发育过程中的miRNAs表达谱进行了测定，在莲座叶和包叶中各鉴定出64个保守miRNAs，另外还各鉴定出104和95个新的MiRNAs。对这些miRNAs进行分析发现，有6个保守miRNAs和21个新的miRNAs在RLs和FLs中存在显著差异表达。进一步对这些差异表达miRNAs的靶基因进行分析发现，上述差异表达miRNAs可能参与调控生长素信号转导、钙信号转导、蛋白激酶等相关基因的转录表达。通过研究可推测，这些差异表达miRNAs可能与调控叶球的发育有关。（2）BrTCP24是miR319的靶基因之一。本研究对BrTCP24的研究发现，BrTCP24与AtTCP3在进化上具有较近的亲缘关系，同属于TCP第二亚族成员基因。通过半定量RT-PCR分析发现，BrTCP24基因在大白菜的根、茎、莲座叶、包叶、盛开的花、受精后10天的果夹和花蕾中均有表达，其中莲座叶中表达量最高，根、包叶、盛开的花、受精后10天的果夹和花蕾中的表达量次之，短缩茎中表达量最低；另外，在5 μM NAA 处理的12小时内BrTCP24的表达水平未发生明显变化。进一步的研究发现，过量表达BrTCP24基因可导致转基因拟南芥的下胚轴和叶器官明显减小。此外，过量表达BrTCP24基因抑制了与器官大小相关基因ANT、AtEXP10、AtGRF5、AtGIF1和CycD3;1的表达。这些结果表明，大白菜BrTCP24基因可能通过抑制细胞的生长参与调节植物器官大小的发育。（3）GRF是miR396的靶基因。本研究通过生物信息学的手段对大白菜GRF基因家族进行了系统的研究。结果表明大白菜基因组中存在17个GRF基因，可分为6个亚族。对其表达模式分析发现，BrGRF基因在不同组织器官中的表达存在差异，并且大部分的BrGRF基因的转录表达受到GA3处理的诱导。此外，在拟南芥中过量表达BrGRF8可明显促进转基因植株细胞的分裂能力并进而提高叶子等器官的大小。进一步的研究发现，过量表达BrGRF8还促进了AtANT, AtCYCD3;1 以及AtEXP10基因的表达。（4）发表文章4篇，其中SCI收录文章3篇，中文核心1篇。（5）获授权国家发明专利一项。