油菜 Bna-miR169d基因的分离与过表达初步分析

miRNA是一类长度约为21~24nt的内源性非编码RNA,在基因表达调控网络中起着重要作用。miR169家族是植物中最大的miRNA家族,其成员在植物的生长发育过程中发挥重要的调控作用。但至今仍缺乏系统研究,为了探究油菜miR169的功能,本研究从油菜栽培种‘Westar’中克隆了miR169d前体基因,并构建了miR169d的过表达载体,通过农杆菌介导法将其转化到甘蓝型油菜‘Westar’品种中,经PCR法鉴定获得4株阳性株,其中2株T0代表现早花,较对照生育期缩短10~12d。初步推测,油菜miR169d可能通过调控靶基因的表达参与了油菜的早花发育。     

葡萄miR164家族生物信息学分析及靶基因预测

MicroRNAs（miRNAs）对植物抗逆及生长发育过程起着重要的调控作用,而miR164是植物特有的miRNA,它对应的靶基因主要是NAC转录因子家族。采用生物信息学方法对葡萄以及其他几个物种的miR164家族成员前体进行进化分析、前体二级结构预测、成熟序列碱基保守性分析以及在葡萄NAC转录因子家族71个成员中进行靶基因预测分析。结果表明：葡萄miR164家族成员的前体序列与双子叶植物聚在一个分支,符合进化规律;葡萄miR164家族4个成员前体序列均可形成稳定的二级茎环结构,成熟序列的碱基保守性较高;葡萄miR164家族成员对应的NAC家族靶基因有2个（GSVIVT01007982001与GSVIVT01020478001）,经在NCBI进行BLAST分析,发现均与植物的根发育相关。这暗示着葡萄miR164家族与其靶基因在植物的抗逆过程中发挥重要的调控作用。     

深度测序鉴定玉米雄穗花器官分化期响应干旱胁迫的miRNA和其靶基因

【目的】 运用现代分子生物学及高通量测序技术,研究不同品种玉米雄穗花器官分化期响应干旱胁迫的差异miRNA和其靶基因,挖掘和鉴定与玉米发育相关的基因,分析其性状差异的信号通路及分子调控网络。【方法】 以耐旱自交系"PHBA6"和干旱敏感自交系“吉63”为研究对象,应用深度测序技术进行miRNA文库构建,鉴定其差异表达的 miRNA,对差异表达mi RNA及其靶基因进行功能注释、聚类分析及通路富集。【结果】 鉴定了总共337种前体miRNA,其中包含289种已知的miRNA和48种新的miRNA。在3个文库,两个分组中共有155种差异表达miRNA。基于GO功能分类及遗传和基因组(KEGG)的功能富集显示,这些miRNA可能通过靶向一系列与胁迫相关的基因而在干旱胁迫中发挥作用。至少55个预测的靶基因进一步被60个miRNA调控。NAC,MYB和MAPK基因家族在干旱胁迫下评分最高,在植物抗旱中重要作用。一系列miRNA与这些排名靠前的基因相关,包括miR164、miR172、miR1520、miR6158、ghr-n24、ghr-n56等。【结论】 miRNAs可能在玉米雄穗花器官分化期耐旱中发挥重要作用,miRNAs的筛选为分子辅助育种和转基因育种将提供新的靶标。     

大豆干旱胁迫下miRNA与mRNA荧光定量PCR内参基因的筛选

【目的】通过分析大豆中候选内参基因的稳定性,筛选大豆干旱胁迫处理条件下适合成熟miRNA、前体miRNA及靶基因mRNA荧光定量PCR的内参基因。【方法】以干旱胁迫处理后的大豆根和叶片为材料,选择了5个成熟miRNAs和5个传统的看家基因作为候选内参基因,利用GeNorm和NormFinder程序对10个候选内参基因的稳定性进行评价。【结果】在干旱胁迫下,大豆根、叶片中,成熟miRNA定量最合适的单个内参基因分别为miR156a、miR167a,最合适的内参基因组合分别为miR1520d与miR156a、miR1520d与miR167a。前体miRNA和靶基因mRNA定量最合适的单个内参基因分别为Fbox、Act11,最合适的内参基因组合分别为Act11与Fbox、Act11与EF1A。【结论】筛选出大豆干旱胁迫条件下成熟miRNA、前体miRNA及其对应靶基因mRNA的荧光定量PCR的内参基因,最稳定内参基因数目为2个。     

红芸豆miR395家族成员的鉴定及其与结瘤相关的表达分析

microRNA395是高等植物保守的miRNA家族，主要通过靶向低亲和力硫酸盐转运蛋白（AST）和ATP磺酰化酶（APS）来响应植物的硫饥饿反应，硫饥饿会显著影响固氮植物的结瘤共生固氮过程。为解析miR395在豆科植物结瘤共生固氮中的作用，对红芸豆miR395家族成员进行生物信息学预测，并对pvu-miR395在红芸豆不同组织和根瘤菌侵染不同时间段进行差异表达分析。结果显示，在全基因组水平上鉴定出8个pvu-miR395的家族成员，位于第2、3号染色体上。pvu-miR395家族成员成熟序列和星标序列高度保守，它们的前体序列均可生成稳定的二级结构。进一步对芸豆与大豆、苜蓿、拟南芥、水稻miR395家族成员进行系统进化分析，可将miR395家族成员分为GroupⅠ～Ⅳ4个亚家族。顺式作用元件分析发现，该家族成员可能参与植物激素、胁迫、生长和发育等过程；qRT-PCR差异表达分析发现，pvu-miR395家族成员均在根瘤中表达量最高，具有组织特异性，且pvu-miR395的表达量随根瘤菌处理时间延长呈现先升高后降低的趋势，显著抑制根瘤菌的侵染。靶基因预测表明，硫酸盐转运蛋白和硫酸腺苷酰基...     

文心兰miR168分子进化特性及其对软腐病侵染的响应模式

【目的】探究文心兰miR168的分子进化特性,揭示文心兰miR168a及其候选靶基因响应软腐病菌侵染的表达模式。【方法】以文心兰miRNA文库、转录组数据库及miRbase数据库获取的植物miR168前体和成熟体序列为研究对象,利用生物信息学方法对其进行系统进化树构建、保守性分析、前体二级结构分析及靶基因预测;通过PCR技术克隆文心兰miR168a前体,采用qRT-PCR技术分析miR168a及其候选靶基因在文心兰不同组织（根、叶、假鳞茎）和感染软腐病（0,12,24,36和48 h）不同时间的表达模式。【结果】植物miR168序列保守性较高,来源于miR168前体的5p臂保守性高于3p臂,miR168前体分歧较大,茎序列的保守性高于环序列;从文心兰中克隆得到93 bp miR168a前体序列,包含21 nt miR168a成熟体序列。进化分析表明,物种亲缘关系对其前体和成熟体序列的形成影响较小;二级结构显示,文心兰miR168a前体能形成典型的发卡结构,其成熟体位于前体的5p臂;随着软腐病侵染时间延长,文心兰miR168a与其候选靶标RNA剪切复合体核心蛋白（AGO1）、RPM1互作蛋白（RIN4）、羧酸酯酶（CXE8）的表达趋势基本呈负相关,而与其候选靶标RNA解旋酶（PRH47A）、泛素羧基末端水解酶（UCH）的表达趋势呈正相关,说明可能存在其他miR168家族成员或miRNAs同时调控。【结论】文心兰miR168与其他植物miR168进化上兼具保守性和特异性,miR168a上调表达可能会增强文心兰的抗病性。     

盐胁迫条件下不同耐盐棉花miRNA差异表达研究

植物miRNAs在基因表达、生长发育和抵抗胁迫等方面有十分重要的作用。本试验以耐盐棉花品系山农91—11和盐敏感棉花品种鲁棉6号为试材,利用miRNA基因芯片杂交技术,分析盐胁迫条件下棉花幼苗miRNA的差异表达。结果表明：在盐胁迫条件下,共有27个miRNAs在山农91—11和鲁棉6号之间差异表达,其中山农91—11比鲁棉6号表达上调的miRNAs有11个,其中功能已知的10个分别属于miR156、miR164、miR167、miR397和miR399家族,表达下调的miRNAs有16个,其中功能已知的2个属于miR156、miR1l72家族。对这些miRNA家族作用的靶基因进行分析表明,这些miRNAs参与植物逆境条件下的信号传导,可能对棉花耐盐机制有重要作用。     

沉默miR156表达的mimicry156载体的构建及转化烟草的研究

miR156在植物营养生长阶段幼年期向成年期的转变过程中发挥重要的调控作用,其通过降解SPLs基因m RNA和翻译抑制调控靶基因的表达。通过定向改造拟南芥内源性Target mimicry IPS1(INDUCED BY PHOSPHATE STARVATION 1)构建了抑制miR156表达的mimicry156载体,并转化获得转基因烟草植株,转基因植株mimicry156对内源性miR156具有抑制作用。该方法为研究miR156在植物营养生长阶段的调控作用提供了方便有效的途径。     

盐穗木miR167d和预测靶基因ARF8在盐胁迫下的表达与相关性分析

【目的】盐穗木(Halostachys caspica)是一种藜科多年生盐生灌木,对盐分适应性极强。miR167是作用于生长素信号通路上的内源非编码小RNA分子,它通过靶向生长素响应因子ARFs(auxin response factors)来调控生长素响应基因的表达。研究从高盐(600 mmol/L NaCl)处理48 h盐穗木根的小RNA文库中筛选到差异表达的miR167d,并从该物种的转录组数据中预测到其靶基因ARF8。该文开展了高盐胁迫下盐穗木miR167d和预测靶基因ARF8的表达模式和相关性分析。【方法】通过荧光定量PCR试验检测和分析高盐胁迫下盐穗木miR167d和预测靶基因的表达模式和相关性;利用烟草瞬时表达试验间接地鉴定盐穗木miR167d对预测靶基因ARF8的靶向关系;采用同源克隆方法结合RACE技术获得盐穗木miR167d的靶基因ARF8的全长序列,并进行生物信息学分析。【结果】(1) 600 mmol/L NaCl处理盐穗木,其同化枝中miR167d和ARF8的表达均受到诱导,胁迫48 h时,miR167d的表达最高并与靶基因的表达呈现显著的负相关性,HcARF8基因的表达随胁迫处理时间的延长呈现先增加后下降的趋势,推测盐穗木miR167d和ARF8两基因可能在响应盐胁迫过程中发挥作用。(2) 构建融合GFP的含预测靶基因HcARF8的植物表达载体并转化农杆菌,烟草瞬时表达试验的结果表明,拟南芥miR167d对盐穗木ARF8基因具有剪切作用,间接证明盐穗木miR167d对预测的靶基因HcARF8具有靶向切割作用。(3) 克隆获得的盐穗木ARF8基因全长2 861 bp,ORF 2 442 bp,编码813个氨基酸,在编码区与盐穗木miR167d高度互补匹配。生物信息学分析该基因编码的蛋白高度保守,与同科植物甜菜ARF8同源性达到87%,都具有能与生长素相关元件(B3 DNA绑定元件、生长素响应元件,生长素诱导转录IAA超家族的元件)结合的功能域。【结论】盐穗木miR167d和HcARF8基因具有靶向关系,高盐胁迫处理盐穗木,其同化枝中两基因的表达都受到诱导并呈现显著的负相关性。这些结果为后续阐明盐穗木miR167d与其作用的靶基因ARF8的生物学功能奠定基础。     

柑橘中冷胁迫相关的miRNA的RT-PCR鉴定

通过利用miRNA数据库和miRNA靶基因预测软件等生物信息学方法,筛选出靶基因与冷胁迫相关的miRNAs.在预测的柑橘冷胁迫相关miRNA中挑选5个miRNA进行表达量分析.提取不同冷处理时间的柑橘叶片总RNA,反转录成cDNA,用半定量RT-PCR的方法对5个miRNA的表达量分析.利用不同的RT-PCR技术,分别检测miRNA前体和其成熟体的拷贝数,发现在4℃冷处理不同时间后,多个miRNAs的表达量发生变化.研究和分析了柑橘中冷胁迫相关miRNAs的冷反应表达模式,为进一步明确这些miRNAs表达的调控机制以及柑橘中miRNAs在冷胁迫适应中的作用提供了依据.     

干旱胁迫下15种丹参miRNAs差异表达分析

参考已报道的其他植物中响应干旱胁迫的miRNAs,以其中15个miRNAs为研究对象,10％ PEG6000胁迫处理的丹参幼苗为材料,采用实时定量PCR技术分析了这些miRNAs在于旱胁迫前后丹参幼苗叶片中的差异性表达.结果表明,在干旱胁迫6h后,丹参体内miR156、miR157、miR166、miR168、miR169、miR319、miR774、miR894、miR2911、miR3462以及miR3626的表达水平表现为不同程度的上调,其中miR157、miR166、miR319、miR774、miR894、miR2911和miR3626表现为显著性上调;miR159、miR167、miR172以及miR408则表现为下调.对这些miRNAs作用的靶基因进行预测和分析发现,它们主要参与植物的新陈代谢、信号传导和生长发育过程,推测miR169和miR3462参与了丹参对干旱胁迫应答过程.     

超量表达胡杨peu-MIR156j基因增强拟南芥耐盐性

Micro RNAs（miRNAs）是一类内源性的非编码小分子RNA。本文克隆了miR156j的前体（peu-MIR156j）,并将其转入拟南芥获得35S：MIR156j转基因植株。对转基因植株的鉴定表明,过量表达miR156j增加了拟南芥莲座叶的发生,导致叶片浓密及开花延迟。这一结果表明：同拟南芥、水稻等物种类似,胡...     

杨树miRNA的靶基因预测及低氮胁迫表达分析

目的鉴定杨树受低氮胁迫后miRNA的靶基因,分析靶基因在氮胁迫后的差异表达并探讨其功能,为揭示杨树低氮胁迫下miRNA的调控功能提供参考,并为树木低氮营养高效利用育种提供重要的候选基因。方法根据miRNA的保守性及与靶基因的严谨互补配对关系,以杨树miRNA为探针利用靶基因预测软件psRNATarget,通过与毛白杨转录组的基因序列进行比对鉴定靶基因,进一步开展毛白杨受低氮胁迫后靶基因的差异表达分析及功能注释。结果获得了131个miRNA家族的242个miRNA成员对应的3 024个靶基因,分别参与了植物激素信号转导、次生代谢产物的生物合成、氨基酸合成代谢、碳代谢和RNA运输等通路。57个靶基因在低氮胁迫处理后发生显著变化,其中受到诱导（29个）和抑制（28个）的基因数目相当。14个低氮胁迫响应的miRNA,其对应的11个靶基因也发生了显著的差异表达变化,其中miRNA和靶基因表达量发生相反变化的有8个miRNA。本研究发现参与植物激素信号转导的靶基因（2个）及参与代谢途径的靶基因（6个）发生了差异表达。miR162的靶基因编码ABC转运蛋白,miR393运用于靶基因KAT2调节Na+和K+动态平衡,miR399的靶基因PIF3编码光敏色素互作因子PIFs蛋白,这些miRNA及靶基因可能在杨树响应低氮胁迫中发挥重要作用。结论本文鉴定到了毛白杨中一批低氮胁迫响应miRNA的靶基因,可调控杨树对氮逆境胁迫信号的反应。这些miRNA及靶基因为进一步揭示miRNA及靶基因在低氮胁迫下的调控功能提供了研究线索,为树木氮营养的高效利用改良提供了重要候选基因。      

植物miRNA的生物学特性及在环境胁迫中的作用

MicroRNA(miRNA)是一类在生物体内普遍存在的非编码、长度约为21 nt的小RNA分子,一般由内源基因编码,RNA聚合酶Ⅱ转录后,经过Dicer-Like酶等一系列的蛋白复合物将pre-miRNA(precursor miRNA)剪切成成熟miRNA,在转录及转录后水平介导靶mRNA转录沉默、降解或翻译抑制来调控基因的表达,是真核细胞基因表达的重要调控因子。第一个miRNA是在秀丽隐杆线虫(C.elegans)中发现的lin-4,与lin-14 mRNA 3′UTR的碱基序列部分互补,降解lin-14,从而抑制lin-14的表达。lin-4对靶基因lin-14的调控与线虫的生长发育密切相关。而第一个发现的植物miRNA是拟南芥mi R171,它靶向剪切编码基因Scarecrow-Like(SCL)家族的mRNA,调控其基因的表达,进而影响植物的生长发育。植物部分miRNA,如mi R156—mi R408在各植物物种中相对保守,而mi R408以后的miRNA具有物种特异性。植物在生长过程中会遭遇诸多不可预知(如同盐碱、干旱、重金属以及害虫和病原菌的侵扰等)的环境胁迫。固着生长的特性使得植物不能像动物那样通过移动来避免不利环境的影响,因此,需要自身特殊机制来应对这些环境胁迫。植物在长期逆境中已进化出极为精细复杂的生理和分子机制。miRNA与它作用的靶基因是响应环境胁迫的主要调控因子。miRNA参与了植物的生长发育、信号转导、蛋白质降解、营养胁迫、抗病原菌的入侵以及适应高盐和干旱等逆境胁迫过程,对于调节内源抗性基因表达具有一定意义。目前通过高通量测序、实时定量PCR检测和转基因等技术已经发现了很多与环境胁迫相关的miRNA,它们在逆境胁迫下的表达呈现显著差异性;miRNA的过表达植株经逆境胁迫处理可能表现出一定的抗逆或敏感性。同一家族的miRNA不同成员在响应环境胁迫时具有物种特异性。新疆地区是典型的大陆性干旱气候,降水量少,盐碱荒漠化地区多。在这样严酷的环境中顽强生存着许多盐生旱生类植物,这些植物的miRNA如何在逆境中发挥调控作用,依然需要更深入的探索。本文主要综述了现阶段植物miRNA生物合成、与靶基因作用方式、生物功能以及不同环境胁迫下对miRNA和作用的靶基因影响等方面的研究进展,以便更好地利用miRNA依据的生物技术开展研究和应用转化。     

盐胁迫下水稻体内miRNA表达谱分析

miRNA是生物体内起重要调控作用的一类非编码小RNA分子，在转录后水平调控基因表达，参与生长发育、抗逆等生物学过程。高通量测序法是鉴定植物中miRNA最有效的方法之一。提取盐胁迫处理不同时间的水稻根、茎和叶部的总RNA，从中分离18~30 nt小分子RNA构建文库，进行高通量测序，对miRNA表达谱特性进行了分析。结果表明，所有样品共检测到248个已知的miRNA，来源于132个不同的家族，根、茎、叶中分别有31、11、9个差异表达miRNA，分属于29个家族，靶向592个功能基因，并对其中5个差异显著且与非生物胁迫相关的重要miRNA进行了qPCR分析检测，结果显示Osa-miR166h、Osa-miR166k上调表达，Osa-miR169h、Osa-miR530下调表达，针对Osa-miR169h的4个靶基因进一步定量检测，其中的3个靶基因上调表达，这与Osa-miR169h的下调表达结果相一致，以上结果说明miRNA在植物抵御非生物逆境胁迫的过程中扮演重要角色。     

盐胁迫下水稻体内miRNA表达谱分析

miRNA是生物体内起重要调控作用的一类非编码小RNA分子,在转录后水平调控基因表达,参与生长发育、抗逆等生物学过程。高通量测序法是鉴定植物中miRNA最有效的方法之一。提取盐胁迫处理不同时间的水稻根、茎和叶部的总RNA,从中分离18~30 nt小分子RNA构建文库,进行高通量测序,对miRNA表达谱特性进行了分析。结果表明,所有样品共检测到248个已知的miRNA,来源于132个不同的家族,根、茎、叶中分别有31、11、9个差异表达miRNA,分属于29个家族,靶向592个功能基因,并对其中5个差异显著且与非生物胁迫相关的重要miRNA进行了qPCR分析检测,结果显示Osa-miR166h、Osa-miR166k上调表达,Osa-miR169h、Osa-miR530下调表达,针对Osa-miR169h的4个靶基因进一步定量检测,其中的3个靶基因上调表达,这与Osa-miR169h的下调表达结果相一致,以上结果说明miRNA在植物抵御非生物逆境胁迫的过程中扮演重要角色。     

高温干旱胁迫下水稻花器官中敏感基因的筛选

以水稻品种N22为材料,通过数据库检索和文献挖掘,筛选出47个在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下在花药和授粉雌蕊中均差异表达的敏感基因,并对其进行表达模式分析和生物信息学分析.结果显示:47个敏感基因主要富集到HSP20、HSP70、四肽重复、ClpA/B、DnaJ、FKBP型肽脯氨酰顺反异构酶和EF–hand蛋白结构域,且绝大多数敏感基因在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下的花药和授粉雌蕊中表达上调,有利于水稻花器官对抗胁迫诱导的胞内蛋白损伤;47个敏感基因主要参与了与胁迫相关的生物学过程和代谢途径,与类固醇激素受体的HSP90伴侣循环和蛋白质甲基化也有关.通过预测,获得13个敏感基因的28个上游miRNAs,其中osa–miR164、osa–miR156和osa–miR5162可能是水稻生殖期间逆境胁迫下对水稻育性、抽穗、衰老以及磷脂代谢中起关键作用的miRNAs.     

长白落叶松小RNA测序和其靶基因预测

miRNA是近年来新发现的一种比较特殊的具有高度保守的小RNA,其在基因调控网络中扮演着重要的角色。本文借助Illumia测序平台,经过Solexa测序分析,对长白落叶松的miRNA进行了分析,最终筛选出了15 294 797条clean reads。比对结果显示,除去核糖体RNA(rRNA)2 991 972条、转运RNA(tRNA)65 264条、核内小RNA(snRNA)1 670条、核仁小RNA(snoRNA)467条等ncRNA以及重复序列6 421条,共获得未获得注释的miRNA 12 229 003条,占总注释小RNA的79.96%。利用miRDeep2对未注释的小RNA进行miRNA的筛选,共得到78个新发现的miRNA,分别隶属于miR164、miR166、miR160、miR950、miR396家族。通过进一步对靶基因的注释分析共得到333个与其相对应的靶基因;其功能包括转录因子类,未知功能蛋白,离子结合蛋白,延长因子,信号转导,细胞壁或细胞膜的生物合成等调控植物生长发育过程。