miRNA研究进展

miRNA是一类长约22 nt的小分子非编码单链RNA,它能与mRNA的特定位点结合抑制蛋白质的合成,因此,它在调节基因转录与表达, 调控生物体正常发育等生理过程中扮演重要角色.总结了miRNA的发现、特征功能以及miRNA的作用机制与应用.     

小麦miRNA启动子的基因组分析

MicroRNA(miRNA)是一类非编码RNA,与植物的生长发育及胁迫响应密切相关。为给小麦miRNA的转录调控以及新miRNA的预测提供参考依据,本研究通过小麦miRNA基因定位、启动子预测以及顺式作用元件鉴定等方法对小麦miRNA启动子进行了基因组分析,结果表明,小麦基因组中有105个pre-miRNA位于150个基因座上,大部分为单拷贝。148个miRNA基因座具有潜在启动子区域,其中115个miRNA基因至少能够预测到一个启动子。保守性及基因位置不同的miRNA的启动子转录起始位点（TSS）分布也稍有不同,但大多数位于上游序列近端区域。对miRNA基因TSS上游序列的顺式作用元件分析发现,miRNA启动子区域存在与胁迫响应相关的基序,且小麦中存在3个miRNA启动子特异性基序。61.4%的小麦miRNA启动子区域有CpG岛分布。     

植物抗逆相关miRNA的研究及其在木薯中的应用

MicroRNA(miRNA)是一类广泛存在于真核生物中,不编码蛋白质的短序列RNA,长度为20～24nt,它通过与靶mRNA特异性的碱基配对引起靶mRNA的降解或者抑制其翻译,从而实现对靶基因的转录后表达的调控。介绍miRNA的特点、在植物中的分布,着重阐述植物microRNA在响应营养胁迫、病毒侵害、低温、干旱和盐害等逆境过程中的生物学功能;并介绍木薯miRNA的研究进展,展望其在木薯遗传改良中的应用前景。     

玉米自交系X178、掖478授粉前后miRNA表达差异分析

基于HiSeq高通量测序技术并结合生物信息学方法对X178、掖478两种材料授粉前后两个时期穗已知miRNA及靶基因进行分析。结果发现,X178授粉前后差异表达miRNA有100个,分别属于21个miRNA家族;掖478授粉前后共筛选出98个有差异的miRNA,分别属于22个miRNA家族。利用miRNA与靶基因mRNA负调控关系初步确定授粉前后miRNA可能调控的mRNA靶点,建立miRNA-靶mRNA一一对应关系。结果表明,X178中上调表达的13个miRNA对应11个下调表达靶基因,下调表达的33个miRNA对应41个上调表达靶基因;掖478中上调表达的5个miRNA对应7个下调表达靶基因,下调表达的28个miRNA对应33个上调表达靶基因,其中,6个miRNA家族共靶向11种mRNA。研究结果表明,在授粉前后玉米穗中已知miRNA在不同玉米自交系中种类具有差异。     

水稻microRNA单核苷酸多态性

microRNA(miRNA)是一类内源性非编码小RNA,长度约22个核苷酸.miRNA通过与靶基因rnRNA特定位点结合,调控植物生长、发育和胁迫耐受性.pre-miRNA的单核苷酸突变会影响miRNA的成熟过程和调控功能,因此,研究miRNA基因中的单核苷酸多态性(SNP)分布对研究miRNA功能分化和基因进化有重...     

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。     

植物中miRNA及其靶基因的检测与鉴定方法

miRNAs(microRNA,微RNA)作为植物体内一类重要的内源性非编码小分子RNA,能够显著调控细胞发育的多个生物学过程,对植物生长起重要调控作用。诸多研究表明:在植物生长发育过程中miRNA的表达具有组织特异性和时空特异性。因此,检测和分析不同组织或样品中miRNA及其靶基因的种类与表达特征,可为研究miRNA的生物学功能提供重要信息和依据。本文综述了近年来植物中miRNA及其靶基因的检测与鉴定方法及其存在的优缺点,为进一步开展miRNA及其靶基因的功能研究提供借鉴和参考。     

基于EST和GSS序列的巨桉miRNA研究

应用miRtour在线分析工具对巨桉的EST序列和GSS序列进行分析,预测巨桉的miRNA序列,应用psrobot预测miRNA的靶基因。结果发现205条miRNA前体序列和属于62个不同家族的170条成熟的miRNA序列,最大的miRNA家族为miR399家族,有17个成员;miRNA 5′段碱基存在明显的碱基偏倚,尿嘧啶出现频率高达40.6%;147个miRNA预测到了靶基因,共计预测到巨桉蛋白基因中有967个受到miRNA的调节,同时发现1个miRNA可以调控多个靶基因,同一蛋白质受多个miRNA调控的现象。     

花生miRNA与其靶基因的生物信息学预测

本研究利用生物信息学方法预测花生中的miRNA及其靶基因。将miRBase注册的已知植物miRNA与花生EST和GSS数据库进行比对搜索,筛选得到13条miRNA,进一步预测得到20个靶基因。分析结果显示大多数靶基因属于转录因子,调控植物的生长发育等多种生物过程。     

麦类等主要作物的miRNA研究进展

microRNA(miRNA)是一类小分子的非编码RNA,可通过对其靶基因mRNA的降解或翻译抑制调控基因表达。目前除对拟南芥、水稻和杨树等模式植物已进行研究之外,对麦类作物的miRNA也进行了初步研究。利用生物信息学预测和小分子RNA测序的方法,目前已克隆了一系列小麦和大麦miRNA,包括物种保守的miRNA及麦类特有的miRNA。靶基因预测及miRNA表达谱分析显示这些麦类miRNA的表达具有时空特异性,可能参与生长发育及胁迫应答的调控。这些数据为进一步研究植物miRNA的进化及麦类miR-NA参与的特异调控功能提供了线索及依据。     

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。     

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。     

木薯耐寒相关microRNA的差异表达分析

采用荧光实时定量PCR(quantitative Real Time-PCR,qRT-PCR)技术对低温胁迫处理及对照的两个木薯品种C4和KU50材料进行差异表达分析。结果表明,该6个miRNA在胁迫材料与对照中的表达不同,不同品种及器官中也存在差异表达,且6个miRNA属于受低温诱导与上游调节基因相关的miRNA,这将成为今后研究的主要对象。     

miRNA在水稻产量和胁迫方面的研究进展

miRNA(mircoRNA)是一类内源性的非编码RNA,它广泛存在于生物基因间或内含子区域,由RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ转录产生,在转录和转录后水平负调控基因的表达和翻译,其对植物的激素分泌、生长发育、胁迫应答、信号转导有重要影响。文章对miRNA在水稻产量、生物胁迫和非生物胁迫方面的研究进展进行了综述,以期为水稻育种提供参考。     

运用新方法鉴定木薯抗旱相关miRNA表达差异

为更加灵敏、高效地发现新miRNA并改进其表达差异鉴定方法,对木薯（Manihot esculenta Crantz）SC124和KU50这2个品种进行了驯化和非驯化2种干旱处理方式,利用Multiplexed RT-PCR法对2个木薯品种的8个 miRNA 进行了表达差异研究。结果表明,8个miRNA具有明显的品种、组织和时序表达特异性,较为客观真实地反映了miRNA的表达模式对胁迫信号的响应。因此,Multiplexed RT-PCR法是一种快速、高效的分析miRNA表达差异的方法,在未来miRNA的研究中有着很好的应用前景。     

基于 EST 和 GSS 序列的茶树 miRNA 及其靶基因数据挖掘

microRNA（miRNA）是一类长 19~24 个碱基的小分子内源性非编码单链 RNA,通过介导靶基因的裂解或抑 制靶基因的翻译,在植物的发育、新陈代谢、应激响应等方面起着重要的调控作用,在进化上具有高度的保守性。据 此本研究以 miRBase 注册的全部成熟植物 miRNA 序列为探针,基于 NCBI 数据库中茶树表达序列标签（EST）和基因 组勘测序列（GSS）进行同源搜索和 miRNA 二级结构分析,总共发现 7 条茶树的 miRNA,分属于 6 个不同的 miRNA 家族。通过靶基因的预测分析表明,这些 miRNA 可能调节 28 种靶标基因,功能涉及新陈代谢、生长发育、胁迫应答 及转录,为茶树 miRNA 的试验鉴定和功能研究提供更详细精确的范围,为进一步探究茶树 miRNA 的调控机理奠定 基础。     

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。     

向日葵锈病抗性相关microRNA的挖掘及其靶基因预测

前期利用高通量测序技术及生物信息学分析方法,在向日葵上预测筛选到10个差异表达的新microRNA （miRNA）可能与锈病抗性相关。本试验利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术,对筛选到的10个miRNA做进一 步的定量验证。结果表明,相比于水处理的健康叶片(对照组A),接种锈菌300生理小种的叶片中（抗病组B）HanmiR21 、Han-miR25、Han-miR42表达量呈上调趋势,Han-miR11、Han-miR34、Han-miR43、Han-miR47、Han-miR67 表达量呈下调趋势;接种锈菌737生理小种的叶片中（感病组C）Han-miR25、Han-miR42的表达量呈上调趋势, Han-miR11、Han-miR21、Han-miR34、Han-miR43、Han-miR47、Han-miR67表达量呈下调趋势。qRT-PCR的检测 结果与前期高通量测序结果80%相一致。利用miRanda软件预测靶基因,10个miRNA共预测到117个靶基因,其 中86个靶基因获得其生物信息学功能注释。运用miRBase数据库,对10个新预测miRNA进行同源性分析发现,新 预测的10个miRNA与拟南芥、烟草、水稻等作物中参与病害逆境胁迫响应的miRNA有较高相似性（62%～100%）。 定量检测和验证miRNA作用的靶基因时发现,抗病组表达量上调的Han-miR21对应的靶基因有1个下调、表达量 下调的Han-miR43对应的靶基因有3个上调,符合miRNA与其靶基因互作的规律。     

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。     

橡胶树树皮miRNA定量表达分析的内参筛选

世界所需天然橡胶主要来自橡胶树，橡胶树的乳管是合成和储存天然橡胶的组织，树干树皮中的次生乳管与天然橡胶生产密切相关，由维管形成层分化而来。次生乳管数量与天然橡胶产量呈显著正相关。因此，乳管分化是天然橡胶生产面临的一个重大理论课题。植物miRNAs是一类长约20~24个核苷酸的非编码小RNA分子，通过介导基因沉默在植物生长发育、细胞分化及逆境适应中起着非常重要的调节作用。橡胶树乳管分化过程中差异miRNAs的鉴定对于进一步认识乳管分化的分子机理具有重要的作用。实时荧光定量PCR（qPCR）已广泛用于miRNA的定量表达分析，选择合适的miRNA内参对于准确进行miRNA的表达定量至关重要。本研究以冠菌素（coronatine, COR）诱导橡胶树萌条分化次生乳管的实验系统，采用小RNA Poly A加尾的qPCR技术分析COR处理对形成层区3个非编码RNA（U6 snRNA、5S rRNA、18S rRNA）和6个miRNA（hbr-miR159b、hbr-miR396b、miR169-x、miR172-y、miR535-x、miR894-x）候选内参的表达稳定性的影响。geNorm和NormFinder软件的联合分析结果显示，表达稳定性最高的是hbr-miR396b和miR894-x，稳定性较差的是U6 snRNA。hbr-miR396b和miR894-x可作为合适的内参基因，用于分析COR影响下的miRNA相对定量表达，为鉴定橡胶树次生乳管分化相关的差异表达miRNAs奠定良好基础。