植物降解组测序研究进展

微小RNA（miRNA）的靶标研究是近年来植物学研究的热点之一。降解组测序（Degradome Sequencing） 是一种研究miRNA 靶标的新型高通量测序技术,其主要通过对miRNA 所结合并降解的信使RNA（mRNA）产物进行 高通量测序,再用生物信息学方法确定miRNA 的靶标mRNA。目前该测序技术已广泛应用于植物发育过程以及不 同胁迫条件处理下的调控研究。综述了降解组测序技术的原理、相关的分析软件及其在植物miRNA 靶标研究工作 中的进展,以期为深入研究植物基因调控机制提供有利的条件。     

前沿动态

植物小分子RNA整合分析软件psRobo开发完成植物小分子RNA,主要包括microRNA和小干扰RNA,在基因的转录和转录后调控过程中具有重要作用。第二代测序技术的广泛应用极大地推动了小分子RNA的相关研究,对不同组织和材料中的小分子RNA进行深度测序已成为研究的常     

高通量测序技术在植物MicroRNA研究中的应用

MicroRNA是一类广泛存在于动植物中长约21 nt的非编码小分子RNA,主要通过内切核苷酸或者翻译抑制调节基因转录后表达。植物MicroRNA在植物的生长发育、开花时序、新陈代谢及环境胁迫等方面起重要作用。简述了植物MicroRNA的生物发生、作用机制及调控功能,并在此基础上综述了高通量测序技术在植物MicroRNA研究中的最新应用进展。     

小分子RNA与植物有性生殖(英文)

小分子RNA(smallRNA)是一类长20～30核苷酸(nucleotide,nt)的非编码RNA分子,其主要是通过对目标mRNA直接切割或抑制其翻译而在转录后水平对基因表达起到调控作用。小分子RNA在植物生长发育过程中起调控作用,并处于基因调控网络的核心位置,这在植物孢子体世代得到广泛研究和证实,但关于小分子RNA对植物配子体世代的相关研究较少,有研究指出小RNA在植物花器官发育、配子体形成,以及受精、合子早期发育等过程中均有作用,且各种小分子RNA在植物有性生殖过程中对控制基因完整性、细胞分化和功能等方面亦有作用,但大多数小分子RNA在有性生殖过程中的具体功能尚待明确。该研究主要介绍了植物中的小分子RNA,综述了小分子RNA与植物有性生殖过程相关的最新研究进展,并对其前景进行了展望。     

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。     

RNA测序的研究进展

RNA测序研究是基因功能及结构研究的基础,能够从整体水平研究基因功能及其结构。随着高通量测序和定量检测技术的不断发展,能够通过RNA测序对转录组进行更深度更完整的研究。该研究进展包括改善转录起始位点的预测、链特异性测序、融合基因的检测、microRNA定量的分析以及RNA可变剪切的识别。目前利用单分子测序技术可以实现RNA的直接测序,通过二代测序技术与单分子测序技术相结合的方式,能更深层次、更全面地获得转录组信息。     

小麦miRNA研究进展

microRNA(miRNA)是真核生物体内普遍存在的一类具有重要调控功能的非编码小分子RNA(sRNA)。研究表明,miRNA参与基因转录后调控,在植物的生长、发育和逆境胁迫应答等生物学过程中发挥着重要调节作用。截至目前,对植物miRNA的研究已经取得了较大进展,但小麦miRNA研究才刚具雏形。通过生物信息学预测和sRNA高通量测序手段,已得到部分小麦miRNA。小麦miRNA的功能研究方法也有了初步结果。本文就小麦miRNA的识别、时空表达特性、抗逆相关特性及其功能研究方法进行总结分析,为今后小麦miRNA的研究提供参考。     

植物中依赖于RNA的RNA聚合酶研究进展

依赖于RNA的RNA聚合酶(RDR)能够以单链RNA为模版合成互补RNA链,产生双链RNA。双链RNA在细胞内被类似RNaseⅢ的酶DCL加工成20～24 nt的小分子干扰RNA(siRNA)。siRNA可以在转录水平或转录后水平抑制靶基因的表达。RDR通过基因沉默途径参与植物的生长发育调节、逆境应答以及表观遗传修饰等许多生物学过程。加深对植物RDR表达模式、生化活性及生物学功能等方面的理解将有利于植物基因沉默的发展和运用。     

植物microRNA靶基因的预测与验证技术研究进展

MicroRNA(miRNA)是真核生物中具有重要调控功能的一类小分子RNA。植物miRNA通过碱基互补配对方式引导RNA沉默复合体识别靶基因并介导靶基因mRNA被剪切或蛋白质翻译被抑制,所以对植物miRNA靶基因的分析和验证是研究miRNA功能必不可少的一部分。植物miRNA靶基因可通过生物信息学方法预测,主要根据miRNA与mRNA的互补程度进行,然而理论上预测的靶基因尚有待于进一步的试验验证。简要介绍了植物miRNA产生过程的最新研究进展以及靶基因的预测方法,重点综述了植物miRNA靶基因的验证方法,包括RLM-5'RACE、降解组测序、瞬时共表达和转基因系统,为更深入地研究植物miRNA介导的调控机制提供参考。     

Identifi cation of micro RNAs in two species of tomato,Solanum lycopersicum and Solanum habrochaites,by deep sequencing

Micro RNAs(mi RNAs) are ~21 nucleotide(nt), endogenous RNAs that regulate gene expression in plants. Increasing evidence suggests that mi RNAs play an important role in species-specific development in plants. However, the detailed mi RNA profile divergence has not been performed among tomato species. In this study, the small RNA(s RNA) profiles of Solanum lycopersicum cultivar 9706 and Solanum habrochaites species PI 134417 were obtained by deep sequencing. Sixty-three known mi RNA families were identified from these two species, of which 39 were common. Further mi RNA profile comparison showed that 24 known non-conserved mi RNA families were species-specific between these two tomato species. In addition, six conserved mi RNA families displayed an apparent divergent expression pattern between the two tomato species. Our results suggested that species-specific, non-conserved mi RNAs and divergent expression of conserved mi RNAs might contribute to developmental changes and phenotypic variation between the two tomato species. Twenty new mi RNAs were also identified in S. lycopersicum. This research significantly increases the number of known mi RNA families in tomato and provides the first set of small RNAs in S. habrochaites. It also suggests that mi RNAs have an important role in species-specific plant developmental regulation.     

真菌RNA沉默研究进展

阻抑(Quelling)与减数分裂沉默(Meiotic silencing by unpaired DNA,MSUD)等真菌RNA沉默(RNA silencing)现象的研究拓展了我们当前对基因表达调控的认知。随着测序信息量的爆炸性增长与功能研究的不断深入,真菌RNA沉默展示出的复杂与多样为真核生物研究提供了全新的视角。本文就当前真菌RNA沉默及相关小分子RNA(Small RNA,sRNA)的研究现状做一简要概述。     

A MicroRNA Catalog of Swine Umbilical Vein Endothelial Cells Identified by Deep Sequencing

MicroRNAs (miRNAs) are endogenous ∼22 nt RNAs that play important regulatory roles in targeting mRNAs for cleavage or translational repression. Despite the discovery of increasing numbers of human and mouse miRNAs, little is known about miRNAs from pig. In this study, we sought to extend the repertoire of porcine small regulatory RNAs using Solexa sequencing. We sequenced a library of small RNAs prepared from immortalized swine umbilical vein endothelial cells (SUVECs). We produced over 13.6 million short sequence reads, of which 8547658 perfectly mapped to the pig genome. A bioinformatics pipeline was used to identify authentic mature miRNA sequences. We identified 154 porcine miRNA genes, among which 146 were conserved across species, and 8 were pig-specific miRNA genes. The 146 miRNA genes encoded 116 conserved mature miRNAs and 66 miRNA*. The 8 pig-specific miRNA genes encoded 4 mature miRNAs. Four potential novel miRNAs were identified. The secondary structures of the 154 miRNA genes were predicted; 13 miRNAs have 2 structures, and miR-9 and miR-199 have 4 and 3 structures, respectively. 36 miRNAs were organized into 19 compact clusters. miR-206, miR-21 and miR-378 were the relatively highly expressed miRNAs. In conclusion, Solexa sequencing allowed the successful discovery of known and novel porcine miRNAs with high accuracy and efficiency. Furthermore, our results supply new data to the somewhat insufficient pig miRBase, and are useful for investigating features of the blood-brain barrier, vascular diseases and inflammation.     

应用Solexa测序技术挖掘山羊卵巢组织microRNA

【目的】旨在构建、分析山羊卵巢组织miRNA表达谱,为进一步研究特定miRNA与山羊卵泡发育及性激素分泌等相关生殖活动的关系奠定理论基础。【方法】首先从山羊卵巢组织总RNA中分离小片段RNA,然后进行Solexa测序和生物信息学分析,最后利用q-PCR技术验证miRNA在山羊卵巢组织中的表达。【结果】共鉴定出508个山羊卵巢组织表达的miRNA和19个对应的miRNA*,这些miRNA在哺乳动物（绵羊、牛、猪、马、狗）进化过程中高度保守;q-PCR验证了8个miRNA在山羊卵巢组织中的表情况,定量结果与测序结果一致。【结论】成功构建了山羊卵巢组织miRNA表达文库,山羊卵巢组织miRNA表达丰富且其表达量各异。     

Ribo-gnome: the big world of small RNAs

Small RNA guides--microRNAs, small interfering RNAs, and repeat-associated small interfering RNAs, 21 to 30 nucleotides in length--shape diverse cellular pathways, from chromosome architecture to stem cell maintenance. Fifteen years after the discovery of RNA silencing, we are only just beginning to understand the depth and complexity of how these RNAs regulate gene expression and to consider their role in shaping the evolutionary history of higher eukaryotes.