miRNA在调节植物抗逆等生理功能中的作用

植物microRNA（miRNA）是一类约21-24个核苷酸组成的小分子RNA。在细胞核中将非编码的茎环结构的单链RNA前体（pri-miRNA）加工成miRNA/miRNA＊双链,然后运到细胞质中解开双链。成熟的miRNA通过形成miRNA诱导的沉默复合物（miRNA-induced silencing complex,miRISC）与靶标mRNA互补配对结合,并对其进行剪切或抑制翻译,实现对靶标基因的负调控。miRNA在抗逆反应、植物发育、信号转导等方面起着重要作用。     

植物MicroRNA研究进展

MicroRNA,简称miRNA,是一类长度约为22个核苷酸的内源单链非编码小分子RNA,在生物发育过程中起着重要作用。笔者详细介绍了植物miRNA的发现与形成过程,包括转录、加工成熟及功能复合体装配3个主要步骤。分析了miRNA在植物生长发育、胁迫适应及自身形成途径三方面的调控作用。     

ceRNA对植物纤维素形成的调控研究进展

植物纤维素的形成是由多个基因参与且呈网络调控。通过对纤维素形成过程中的关键酶基因、转录因子以及ceRNA研究的阐述,深入了解纤维素生物合成调控机制。综述植物纤维素形成过程中的纤维素合酶、蔗糖合成酶、MYB等重要基因以及lncRNA、miRNA、circRNA类ceRNA,阐述其复杂的分子调控网络,以期解析植物纤维素形成过程中的分子调控机制,深入了解植物纤维素形成过程。     

松材线虫侵染下马尾松针叶miRNA和mRNA的关联表达

[目的]微小RNA(microRNA,miRNA)具有靶向沉默信使RNA(mRNA)表达的功能,是基因表达的负调控因子;研究并明确马尾松在遭受松材线虫侵染下是否存类似的调控模式,对于未来探析寄主植物对病原侵染胁迫下的应激机制及获得调控马尾松抗松材线虫病的miRNA及其靶标mRNA都具有重要意义。[方法]以前期高通量测序获得的松材线虫侵染1、2、3 d的马尾松针叶mRNA和miRNA表达谱为研究对象,采用STEM软件分别分析mRNA和miRNA的表达变化模式,并运用斯皮尔曼等级相关法研究松材线虫侵染下的马尾松针叶中miRNA与mRNA的表达关联情况。[结果]松材线虫侵染下的马尾松针叶中的miRNA呈2种显著的表达变化模式,mRNA呈8种显著的表达变化模式,且15个miRNA与其12个靶标mRNA的表达变化模式相反,符合miRNA对靶标mRNA的负调控特点,这些靶标mRNA编码具有识别病原作用的ACRE、CC-NBS-LRR基因等。[结论]松材线虫侵染下的马尾松针叶中miRNA及mRNA均呈多种表达变化模式,且部分miRNA与靶标mRNA的表达变化模式相反,推测其中部分miRNA可能是病原识别基因的负调控因子。     

基于硝态氮或铵态氮条件下杨树根尖miRNAs特征分析

[目的 ]通过小RNAs高通量测序技术,在硝态氮或铵态氮处理下,对杨树根尖差异表达miRNAs及其靶基因调控机制进行了研究,分析和描述了杨树根尖生长和形态特征的规律,为进一步筛选和鉴定硝态氮或铵态氮吸收利用效率高的林木新品种提供依据。[方法 ]以灰杨水培苗根尖为研究对象,应用高通量测序技术进行小RNA文库构建,获得miRNAs表达谱,鉴定差异表达miRNAs,同时利用降解组测序技术鉴定miRNAs靶基因,并对差异表达靶基因进行功能注释以及代谢通路富集等分析。最后通过联合分析,阐明不同氮形态处理下,灰杨根尖miRNA-靶基因调控网络。[结果 ]从2种不同氮形态处理杨树根尖miRNAs文库中鉴定出523个已知miRNAs和42个新miRNAs,其中,有96个miRNAs显著差异表达。与硝态氮处理相比,铵态氮处理下有44个miRNAs上调表达,52个下调表达,其中,vvi-MIR399d-p3_1ss13GA上调倍数最大,新的miRNA PC-5p-35885_222下调最显著。对miRNAs靶基因进行KEGG通路富集分析表明,部分显著差异表达靶基因参与杨树根尖氮响应,从而影响杨树根尖生长发育和形态特征。利用RT-qPCR对7组随机挑选的miRNA-靶基因进行验证,结果与测序数据一致,说明测序结果可靠。[结论 ]miRNAs及其靶基因在不同氮形态处理后对杨树根尖氮响应起着重要的调控作用,从而使硝态氮处理下的灰杨根长比铵态氮处理的几乎长1倍。     

中间锦鸡儿生长发育过程中5个miRNAs及其靶基因的表达模式分析

利用qRT-PCR技术分析了5个miRNAs(cin-miR157a、cin-miR159a、cin-miR165a、cin-miR172b和cin-miR396a)及其靶基因在中间锦鸡儿(Caragana intermedia)不同发育阶段不同器官的表达变化。结果显示,5个miRNAs的表达模式均存在时空特异性,其中cin-miR159a、cin-miR165a、cin-miR172b、cin-miR396a在成年期营养器官中强烈表达,在幼年期和成年期生殖器官中弱表达;cin-miR157a在幼年期和成年期生殖器官中强烈表达,在成年期营养器官中弱表达。除cin-miR159a的靶基因MYB和cin-miR165a的靶基因HD-Zip Ⅲ外,其它被检测的miRNAs靶基因与相应的miRNAs的表达呈现出明显的相互消长的表达模式。该结果表明中间锦鸡儿miRNA可通过调控其靶基因的表达,进而调控发育阶段转变、器官形态建成、细胞分化等生物学过程。研究结果将为中间锦鸡儿的定向改良工作提供理论依据和基因资源。     

MicroRNA转录后调控欧美杨R2R3-MYBs抗锈菌表达

[目的]强致病锈菌亲和型树种欧美杨适合做寄主感病分子机理研究。研究表明转录因子及其调控miRNA在杨树抗/感病过程中起重要的信号传导和调控作用,决定杨树与锈菌的亲和性。为深入研究杨树感病性,对欧美杨R2R3-MYB转录因子及其调控miRNA进行研究。[方法]构建锈菌侵染和未侵染miRNA组、降解组文库和基因表达谱文库,进行高通量测序。对基因表达谱结果进行生物信息学分析鉴定R2R3-MYBs,根据miRNA组和降解组数据确定R2R3-MYBs调控miRNA。应用定量PCR技术鉴定候选R2R3-MYBs和其调控miRNA的表达量。[结果]共鉴定到230个欧美杨R2R3-MYBs,其中55个R2R3-MYBs在锈菌侵染和未侵染叶片间表达量差异显著,其余表达量变化不显著。基于降解组,共鉴定到由22个miRNA调控18个R2R3-MYBs的86个转录后调控关系。定量PCR结果表明PC-3p-2521022_1与Pnd MYB173存在转录后负调控关系。预测的R2R3-MYB靶基因涉及水杨酸、茉莉酸、乙烯和脱落酸等多个植物激素抗性路径。[结论]E4强致病锈菌侵染导致亲和型树种欧美杨23.9%的R2R3-MYBs表达量发生变化,锈菌侵染不但可以影响R2R3-MYBs的表达量,还可以启动或关闭R2R3-MYBs的表达。欧美杨在E4强致病锈菌胁迫条件下,R2R3-MYBs转录后主要受miR159和miR858家族的miRNA调控。     

毛竹笋在快速生长期的木质化调控网络

木本竹因其优质材性而成为传统木材良好的替代品。木质化程度和木质素含量影响着木材材性，然而单子叶植物的木质化调控网络尚不清楚。为了阐明毛竹（Phyllostachys edulis）木质化的分子调控机制，利用转录组、miRNA和降解组测序，并结合实验对竹笋进行综合分析研究。结果表明：木质化程度和木质素含量随笋高度的增加而增加，而苯丙氨酸解氨酶（PAL）和漆酶（LAC）活性则随笋高度的增加表现为先升高后降低。在不同高度笋的代表性节间（第13节）的不同部位中共鉴定了11 504个差异表达基因（DEG），其中与细胞壁和木质素生物合成相关的大部分DEG表达随笋高度上调，而与细胞生长相关的一些DEG表达则下调。通过miRNA测序鉴定出1 502个miRNA，包括已知的1 223个和新鉴定的279个。通过生物信息学预测和降解组分析，共鉴定出691个差异表达的miRNA，共靶向5 756个差异表达基因。据此构建了毛竹笋木质化调控网络，包括11个miRNA、22个转录因子和36个酶基因。另外，根据过表达PeLAC20转基因拟南芥中木质素含量显著增加，提出了一个miRNA介导的‘MYB-PeLAC20’的木质素单体聚合调控模型。研究结果不仅对解析竹子木质素生物合成的调控分子机制具有重要科学价值，而且对理解其他单子叶植物的相关机制具有重要参考价值，有助于制定竹材材性改良策略。     

落叶松体胚发育中12个针叶树特异microRNAs表达分析

以落叶松体细胞胚胎发育8个阶段的材料构建小RNA文库,进行了Solexa测序、miRNA鉴定、靶基因预测、qRT-PCR定量分析等研究。结果表明:发现的87个miRNAs中,29个为针叶树特异的,来自12个家族,分别为miR946、miR947、miR950、miR951、miR1311、miR1312、miR1313、miR1314、miR1316、miR3701、miR3702和miR3704,其中25个长度为22nt,且在小RNA文库中的最低拷贝数为18(miR1311),最高拷贝数为33 009(miR950)。发现12个miRNA家族的34个靶基因可能参与生长发育、抗病、AGO反馈调节等多方面遗传调控;qRT-PCR分析表明:72%miRNAs表达次高峰在后期单胚或早期子叶胚,在中期子叶胚最低,最高峰在后期子叶胚,分别与子叶形成、胚胎后熟、胚胎休眠的生理活动相吻合,而miRNA前体的表达模式不同于miRNA,前体变化幅度小于成熟体。     

乡村旅游业发展、新型城镇化与区域经济增长的关系研究——以河南省嵩县为例

乡村旅游业发展有利于美化城镇环境,也有利于加快新型城镇化发展进程,并在一定程度上支撑区域经济的增长。以河南省嵩县为例,利用协整方法分析乡村旅游业发展和新型城镇化对河南省嵩县经济增长的影响。研究发现乡村旅游业发展和新型城镇化都对河南省嵩县经济增长有着正向影响,且乡村旅游业发展拉动河南省嵩县经济增长的效应比新型城镇化的拉动效应要大,同时,新型城镇化对经济增长的长期效应更加明显,而乡村旅游业发展对经济增长的短期效应比较明显。今后嵩县应着力于促进乡村旅游业开发,注重新型城镇化水平提升,促进三大产业高质量融合发展,以推动嵩县经济社会又好又快发展。     

效应蛋白致病机理研究进展

在自然环境中,植物无时无刻不面临着病原菌的威胁,病原菌为了成功侵入植物,进化出一系列复杂的机制。效应蛋白在病原菌的感染过程中起着重要的作用,因此了解效应蛋白致病机理和研究进展,对提高植物抵抗病原菌侵染具有重要的理论意义与应用价值。重点阐述了细菌、真菌、卵菌、线虫、植原体等病原菌的效应蛋白致病机制,并对抗病过程中有待解决的问题进行讨论。     

转录组在植物抗逆中的研究

逆境胁迫一直是限制植物生长发育的重要因素,对植物逆境胁迫的研究是植物研究的热点难点。转录组学的发展是研究基因转录调控的重要手段,利用转录组学技术对探究植物在非生物胁迫以及生物胁迫中基因的表达调控网络,研究参与逆境胁迫的分子机制有重要意义。对转录组学及其在植物抗逆中的研究进行总结。     

对植物病害相关受体—NLR的研究

病原物可以通过释放一系列的效应子来破坏或扰乱植物的PTI防御反应以便更好地侵染植物,植物在PTI的基础上配置了多种类型的核苷酸结合富亮氨酸重复的免疫受体(NLR),作为效应子触发免疫的第2道防御体系(即ETI)。根据NLR的结构和分类,识别效应子的方式和激活过敏反应的过程进行总结,探究NLR与病原物分子相关模式受体(PRR)的差异与联系,进而讨论ETI和PTI防御反应二者之间的关系。     

植物MAPK信号转导通路研究进展

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导通路由高度保守的丝/苏氨酸蛋白激酶MAPKKK、MAPKK和MAPK组成,广泛存在于真核生物体内。近年来研究表明,在植物中,该信号转导通路通过其3个组分将胞外信号经细胞膜上的受体传递至下游应答因子,在个体生长发育及防御反应PTI及ETI中发挥重要作用。对MAPK在植物中的研究做简要概述,旨在为今后MAPK信号转导通路的研究提供参考依据。     

广西木论国家级自然保护区蝶类调查初报

对广西木论国家级自然保护区的蝶类资源进行了初步调查,通过检视标本的外部形态特征和外生殖器特征,共鉴定出5科61属77种,包括凤蝶科5属15种,粉蝶科3属3种,蛱蝶科31属35种,灰蝶科5属5种,弄蝶科17属19种,提供了部分代表种类的生态照片及保护区内的生境照片,为该喀斯特地区今后的蝴蝶区系和生物多样性保护研究奠定了基础。建议保护区尽快开展系统的蝶类多样性本底调查,明确木论喀斯特森林生态系统中的蝴蝶种类、分布、数量和发生规律,为制定相应的保护措施和进行适度的开发利用提供科学依据。     

河南省特有种——荷花柳(新考)

荷花柳是河南特有植物,公开发表的文献资料较少。针对荷花柳的现有文献资料及实物考察,对荷花柳叶近轮生及花的形态进行了考证;基于河南野生资源状况调查,探索了荷花柳繁殖技术,并对其景观利用价值进行简单分析。     

活性污泥法预处理微污染水的试验研究

分析了微污染水的水质特点,在现有的微污染水处理技术的基础上,提出了一种新的预处理方法,即采用活性污泥法对微污染水进行预处理。实验结果表明:采用活性污泥法处理微污染水,处理效果好,高锰酸钾指数CODmn和总有机碳TOC的平均去除率分别为90.82%和87.09%,最终出水CODmn和TOC平均值为2.644mg/L和2.993mg/L,去除效果明显。     

PMI2的研究进展

在植物中,叶绿体运动以光依赖的方式来调节光合作用,该过程对于植物有效捕获光能和避免光损伤至关重要,虽然引起叶绿体运动的蛋白质已经有过报道,但是他们之间的相互作用尚不清楚。Plastid Movement Impaired2(PMI2)是经鉴定的调节叶绿体运动的蛋白质。PMI2在结构上具有长卷曲螺旋区域,该区域往往被认为是能够介导蛋白质与蛋白质之间相互作用的结构域。主要讲述了PMI2的基因、定位、表达、互作蛋白以及叶绿体运动等方面,并对以后的研究进行展望。     

泡桐属植物亲缘关系研究

泡桐是中国本土树种,并且也是我国重要的速生用材树种,对于木材资源的供给、经济水平的提高,生态环境的改善等方面都至关重要。但是目前泡桐系统地位及种间系统发育关系较为复杂,尚不明确,其野生资源尚未得到有效保护和开发。以前研究所得结果参差不齐且仍存在一定的争议,需采用更加有效的分类方法对泡桐属植物进行更加深入的分析。