木薯 sRNA 测序分析及其开花相关 microRNA 的挖掘

为研究木薯花序与叶片中 sRNA 表达特性,探索 microRNA 对其开花过程的调控。本研究以木薯品种“华南 八号”花序和幼叶为材料,利用 RNA-seq 技术进行 sRNA 测序分析;并筛选开花相关 microRNAs 进行表达特性分析。 从花序和幼叶测序结果中分别获得 12 092 109 条和 11 499 655 条 sRNA 序列。花序中筛选出 139 条已知 microRNAs 和 253 条新预测 microRNA,分别预测得到 992 和 3 736 条靶基因;幼叶中筛选出 134 条已知 microRNA 和 191 条新预测 microRNAs,分别预测得到 979 和 2 603 条靶基因。最终筛选出 8 种与开花调控相关和 3 种花色调控相关的 microRNAs。 表达分析显示,miRNAs 在两样品间呈现出较大的整体性差异,并且在功能与代谢通路上也不尽相同;开花相关 microRNAs 中表达差异较大的为 miR156、miR172 和 miR169,其中 miR156 表达量在花序中高于幼叶,而 miR172 表 达量在花序中低于幼叶,推测其功能为抑制后续的开花过程,避免过度开花。本研究分析了木薯花序与幼叶中 sRNA 的整体特性,通过表达差异分析初步明确了 microRNAs 对木薯开花的调控,为进一步深入探索奠定了基础。     

4条小麦保守MicroRNAs的表达谱分析及其靶基因预测

为鉴定与小麦发育相关的MicroRNA(miRNA)及了解其调控作用,在前期构建小麦5叶期幼苗、抽穗期旗叶及花后5、10和20 d籽粒的小RNA库并进行高通量测序的基础上,从小麦样品间有差异表达的miRNAs中选取4条丰度较高且差异表达明显的保守miRNAs序列(miR168、miR167、miR396和miR159),进行表达模式的半定量和实时定量RT-PCR验证及靶基因的预测分析。结果表明,4条miRNAs的表达量在旗叶中最高,在幼苗中次之,在正在发育的籽粒中较低,与测序数据大致相符。预测得到的靶基因都是可能参与小麦生长发育的基因。     

苋菜试管开花过程中相关microRNA表达的qPCR分析

以苋菜无菌试管苗及其试管开花过程中各阶段培养物为材料,利用qPCR技术进行苋菜试管开花过程相关microRNA的表达分析。研究结果表明:由NormFinder软件计算出最适合的内参基因为ama-miR159a;在苋菜试管开花过程中,ama-miR156c、ama-miR156d、ama-miR156g相对表达量在幼苗期向壮苗期转变过程中呈下降趋势,并在整个发育过程中一直保持较低水平;ama-miR156h、ama-miR157b、ama-miR157c、ama-miR157d、ama-miR3和ama-miR10相对表达量在幼苗期向花芽期转变过程中呈下降趋势,并在花芽期达到最低;ama-miR172d的表达模式与miR156/miR157表达模式相反;苋菜试管苗幼苗期到花芽期形成时ama-miR319b相对表达量呈上升趋势,ama-miR164b在花芽期时相对表达量比较高,花芽期向开花期转变时,其相对表达量降低;ama-miR166a/miR166g表达在苋菜开花过程中始终呈上调表达;ama-miR167b/miR167d和ama-miR4相对表达量先略有升高然后降低,在花芽期降到最低,随后又升高。由此可见,microRNA在调控苋菜试管苗由幼苗期向壮苗期转变、营养生长向生殖生长转变以及花器官的形成等过程中起重要的调控作用。     

野生蕉不同颜色果皮miRNA表达谱及靶基因分析

本文以闽侯野生蕉（阿宽蕉,Musa itinerans）果皮为研究对象,对不同颜色（绿色和紫色）果皮进行转录组测序,旨在探讨miRNA在野生蕉不同颜色果皮转录后水平中发挥的作用及其可能参与的调控通路,为芭蕉属植物果皮颜色分子调控机制的研究奠定基础。取野生蕉同一果梳上不同颜色（紫色和绿色）的果皮为材料,利用高通量测序和生物信息学分析,获得野生蕉不同颜色果皮组织的miRNA表达谱,筛选不同颜色果皮差异表达的miRNA并预测相关靶基因,通过靶基因分析,获得与调控野生蕉果皮颜色可能相关的信号通路。结果从不同颜色野生蕉果皮中共获得34.11兆条原始读长,经过滤后得到28.73兆条clean reads,从中鉴定出132个已知的miRNA序列和122个新的miRNA;筛选出36个差异表达miRNA,其中10个在紫色果皮中上调表达,26个在绿色果皮中上调表达。表达量最高的miRNA为mit-miR167,而差异倍数最大的为mit-miR172a-3p-2。差异表达miRNA共预测出1164个靶基因可能参与野生蕉果皮颜色调控,并主要在DNA结合、离子跨膜运输活动等功能和植物病原互作等途径富集。其中,有7个基因直接与苯丙烷生物合成途径相关,主要受到miR156和miR482家族的调控。同时,选取6个差异表达miRNA进行定量验证,结果表明,3个miRNA在绿色果皮中上调表达,3个miRNA在紫色果皮中上调表达,定量结果与高通量测序的结果一致。本文通过高通量测序获得了野生蕉果皮miRNA表达谱,并通过生物信息学分析得到可能和调控野生蕉果皮颜色性状相关的miRNA和代谢通路。综上所述,野生蕉果皮颜色可能受到多种miRNA的调控,并涉及多个代谢通路,这有助于进一步了解果皮花青素转录后水平的调控过程,并对进一步的功能验证奠定基础。     

工业大麻miR156基因家族在NaHCO3胁迫下的表达模式及生物信息学分析

工业大麻miR156基因家族在碱性盐胁迫响应过程中发挥重要的调控作用,为探究工业大麻miR156基因家族响应NaHCO₃胁迫的分子机制,以盐碱耐受型工业大麻品种火麻一号为供试材料,利用生物信息学和qRT-PCR方法,对miR156基因家族进行分析。结果表明,工业大麻miR156家族基因与芦笋、野草莓、苹果和大豆的亲缘关系较近。2条工业大麻pre-miR156序列,产生一条相同的miR156成熟体,且成熟体的保守性较高。在NaHCO₃胁迫后的24 h内,工业大麻miR156基因表达量随胁迫时间的延长呈先升高后降低再升高的趋势。该结果为进一步研究工业大麻miR156基因家族及其靶基因的调控网络提供理论依据。     

植物miR172家族成员进化与分子特性分析

为了解植物miR172家族成员的进化与分子特性,对mi Rbase数据库中37个物种的161个miR172前体序列和196个miR172成熟体序列进行进化规律分析,并对植物miR172家族的保守基序、二级结构和靶基因进行预测分析。结果表明:miR172家族成员分布的37个物种都是被子植物,被子植物很可能是miR172家族进化来源的祖先。进化分析表明,植物miR172家族成员序列相似性是其聚类的首要影响因素,其次才是物种差异的影响。植物miR172家族成员成熟体序列分析表明,5p臂上形成的成熟体序列特异性较大,3p臂上形成的成熟体序列保守性较高。二级结构分析发现,植物miR172家族成员具有典型的茎环二级结构,且茎序列的保守性较环序列高。植物miR172前体序列包含1个UNCG环。靶基因预测分析发现,同一物种不同miR172成员的靶基因可能不同;不同物种miR172的靶基因也可能不同,AP2或AP2-like出现频率最高,其次还有arginine decarboxylase 1、Pathogenesis-related、MYB84等靶基因,表明其靶基因功能的多样性。     

利用Solexa测序技术鉴定苋菜试管开花过程中的miRNAs

利用Solexa测序技术对苋菜试管开花过程中的miRNAs进行筛选和鉴定,使用GO数据库和KEGG代谢途径数据库对靶基因进行功能注释和分类。结果显示:共得到sRNA Unique序列5 457 486条,其中与拟南芥基因组完全匹配有27 596条,仅仅占0.51%;miRNA主要分布在18 nt~25 nt之间,其中长度为24 nt序列数量最多;苋菜试管开花过程中miRNA的表达丰度存在明显差异,主要低丰度表达;总共鉴定了235个已知的苋菜miRNA,构成20个家族,不同家族间成员数量存在巨大差异;苋菜保守miRNA的长度主要集中在21 nt和20 nt;另外总共获得14个候选的新miRNA,其中有8个miRNA含单个基因座,另6个miRNA具备多个基因座;11个候选的miRNA预测到了靶基因,总共对应着约46个基因符合靶标特征。这些靶标参与植物生物体的各个发育进程,在苋菜试管开花过程中对生物过程、细胞组分及分子功能起到重要作用。     

基于高通量测序筛选‘紫娟’花青素合成相关的miRNA

为筛选调控紫娟茶树花青素合成相关miRNA,以茶树品种紫娟(ZJ)、云抗10号(YK)和福鼎大白茶(FD)为材料,构建了miRNA文库。鉴定出46种已知的miRNAs和67种新的miRNAs,预测到具有注释的靶基因765个。通过差异表达分析,筛选出在ZJ与YK、ZJ与FD共有差异表达的miRNA24个。通过对24个差异表达miRNA的靶基因分析,筛选出可能参与调控花青素合成的miRNA 4个,包括miR828a、miR845c、novel_14和novel_87,其预测的靶基因包括转录因子基因MYB4、MYB23、MYB26、MYB82、bHLH74以及4-香豆酰辅酶A链接酶(4CL)、二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)和UDP-葡萄糖黄酮3-O-葡糖基转移酶(UFGT)等基因。利用RT-PCR分析8个差异表达的miRNA,其结果与转录组分析一致。本研究结果为进一步开展茶树花青素生物合成的调控机制研究奠定基础。     

二倍体西瓜及其同源四倍体叶片sRNA表达谱分析

植物多倍化后的基因表达平衡重建受到sRNA调节,miRNA是植物多倍化中基因表达进行反式调控的主要小分子成员。本研究利用新一代高通量测序对西瓜二倍体(2n)及其同源四倍体(4n)叶片的sRNA进行表达谱测序分析。结果表明:(1)2n中sRNA以21 nt为主,4n中则以24 nt为主。(2)在2n和4n鉴定出已知miRNA分别为110个和172个,新miRNA分别为246和829个,其中差异表达的已知miRNA 205个,新miRNA 815个。(3)GO功能显著性富集分析表明差异表达的miRNA在细胞组成、代谢过程及催化活性上显著富集。(4)KEGG代谢分析表明,差异表达的已知miRNA主要富集在初级代谢和次级代谢途径上,新miRNA则主要富集在植物激素信号转导途径、RNA转运途径和ABC转座子途径上。(5)差异表达的miRNA中与植物抗逆胁迫相关的已知miRNA 25个,新miRNA 62个,且80.46%抗逆miRNA在西瓜二倍体中上调表达,是四倍体中的4倍以上。根据miRNA的负向调控原理推测这些上调表达的miRNA在西瓜二倍体中可能会抑制部分抗逆基因的表达,影响二倍体的抗逆性。本研究在转录后调控调控水平上为西瓜多倍体较二倍体拥有更强抗逆性提供了理论依据,同时对西瓜多倍体及二倍体之间的基因表达谱分析做了补充。     

Gibberellin is not a regulator of miR156 in rice juvenile-adult phase change

Plant hormone gibberellin (GA) promotes juvenile-adult phase change in higher plants. To confirm the functions of GA in rice, I used dwarf mutant d18-dy. d18-dy is a loss-of-function allele of D18, which encodes GA3ox2. d18-dy mutant exhibited long juvenile phase in morphological traits such as the size of the shoot apical meristem (SAM), shape of leaf blades, presence or absence of midribs and node–internode differentiation in stem. In contrast, expression patterns of juvenile-adult phase change markers miR156 and miR172 were similar between wild type and d18-dy. In addition, d18-dy mutation and GA did not affect expression levels of downstream genes of miR156. GA does not function upstream of miR156 in juvenile-adult phase change.     

油菜miR156基因家族及其靶基因生物信息学分析及鉴定

为阐明油菜miR156基因家族的进化过程和靶基因作用位点,分析了油菜miR156基因家族的序列特征、进化模式和候选靶基因。共获得35个bna-miR156基因,对应44个成熟序列。这些bna-miR156基因分布在油菜的17条染色体上,其中C3染色体上分布着5个bna-miR156基因。bna-miR156基因在产生成熟序列的区域高度保守,而其它其它位置保守性较低,进化分析结果显示bna-miR156家族可以分为5个分支,家族成员分布较为分散,且位于同一条染色体上的bna-miR156基因并没有表现出更近的亲缘关系。另外,系统发育分析结果显示SBP-box基因在双子叶植物油菜、拟南芥中存在相似的进化模式,进一步发现只有部分BnaSBP家族基因拥有bna-miR156的作用位点,其中30个BnaSBP基因的靶位点位于编码区,11个位于3`UTR。一些拥有bna-miR156作用位点的BnaSBP具有组织表达特异性,因此bna-miR156可能与BnaSBP相互作用,调控油菜生长发育过程。      

小麦中miR164的靶基因鉴定及其在衰老过程中的表达

miR164是植物中一种重要的非编码RNA,对植物的生长发育具有重要作用。为了解miR164靶基因与小麦衰老的关系,本研究通过在线软件对小麦中miR164家族成员进行了鉴定并对其进行生物信息学和表达分析。结果表明,从小麦中共鉴定出13个miR164家族成员,其不均匀分布在9条染色体上。系统进化分析表明,13个小麦miR164与同属于禾本科单子叶植物的水稻亲缘关系较近。13个Tae-miR164均能形成稳定的二级结构,成熟序列碱基具有高保守性,仅有3个Tae-miR164成员在第21位存在差异,成熟序列产生于前体中具有碱基高保守性的第1～21位。Tae-miR164的靶基因中,有18个为NAC转录因子,占所有靶基因总数的75%,表明Tae-miR164的主要靶基因为NAC转录因子。Tae-miR164家族成员在小麦叶片中的表达量明显高于其他组织;在小麦叶片衰老过程中,与其他Tae-miR164靶基因相比,有3个Tae-miR164靶基因表达差异显著,其ID分别为TraesCS4A02G225100、TraesCS5B02G054800和TraesCS5A02G04910,其中TraesC...     

Prediction and Expression Analysis of miRNAs Associated with Heat Stress in Oryza sativa简

Computational prediction of potential microRNAs (miRNAs) and their target genes was performed to identify the miRNAs and genes associated with temperature response in rice. The data of temperature-responsive miRNAs of Arabidopsis, and miRNAs and the whole genome data of rice were used to predict potential miRNAs in Oryza sativa involved in temperature response. A total of 55 miRNAs were common in both the species, and 27 miRNAs were predicted at the first time in rice. Target genes were searched for these 27 miRNAs in rice genome following stringent criteria. Real time PCR based on expression analysis of nine miRNAs showed that majority of the miRNAs were down regulated under heat stress for rice cultivar Nagina 22. Furthermore, miR169, miR1884 and miR160 showed differential expression in root and shoot tissues of rice. Identification and expression studies of miRNAs during heat stress will advance the understanding of gene regulation under stress in rice.     

玉米自交系苗期冷胁迫miRNA表达谱研究

以冷敏感自交系B73和耐冷自交系W9816为材料,分析供试材料在冷胁迫条件下的miRNA表达谱。冷处理后,有10种miRNA上调表达,包括miR156、miR166b/c/d、miR171d/e、miR398a/b、miR399e和miR408等;有21个miRNA下调表达,包括miR159a、miR166h、miR167a/b/c/d/h/i、miR319b/d、miR393a/c和miR399a/b/c/h等。对部分miRNA的荧光定量检测与测序结果基本一致。基于生物信息学的预测,差异表达的miRNA共有84个靶基因,GO分析表明,这些靶基因参与了基因转录和能量代谢过程,并响应胁迫刺激。结果表明,冷处理差异表达miRNA及其靶基因在玉米冷胁迫响应中具有重要的生理作用。     

油菜盐胁迫响应miRNA及其靶基因鉴定

油菜是世界上重要的油料作物之一,然而土壤盐胁迫严重抑制油菜的生长发育和籽粒产量.前人研究表明,在盐胁迫下,植物通过表达一些miRNA,并调控其靶基因的表达,进而提高植物自身的盐胁迫抗性.本研究分别在200 mmol·L-1 NaCl处理(T)和对照(C)条件下培养油菜,取其地上部(S)和根(R)构建了12个小RNA文库...