马铃薯microRNA及其靶基因的预测与功能分析

根据miRNA序列在植物中的高度保守性,通过拟南芥、水稻、玉米等植物中已知的miRNA序列与马铃薯的表达序列标签(EST)、基因组测序序列(GSS)以及核酸数据库中的序列进行比对,最后通过在线比对软件blastx去掉编码序列,共发现32条新的miRNAs,并且这32条前体均可折叠形成miRNA家族的标准二级结构;利用新发现的马铃薯miRNAs通过在线软件miRU和miRU2与编码蛋白的数据库比对,预测到了100个靶基因,分别编码与马铃薯生长发育、新陈代谢、信号转导、转录调节、胁迫反应等相关的蛋白.     

燕麦microRNAs及其靶基因的生物信息学预测

microRNAs(miRNAs)是一类长度约22 nt的内源性非编码单链小分子RNA,通过与靶基因互补位点配对结合,在转录后水平负性调控靶基因的表达。根据miRNA在植物中的高度保守性及其前体二级结构特征,用同源预测方法将大麦、小麦、二穗短柄草等已知的植物miRNAs与燕麦表达序列标签(EST)和基因组概览序列(GSS)数据库中的非编码序列比对,采用一系列的标准进行筛选,最后预测得到46个燕麦miRNAs前体,通过在线psRNATarget检索共预测到61个靶基因。结果表明,通过生物信息学方法大大提高了发现miRNAs及其靶基因的效率,补充了燕麦miRNA数据库的不足。     

大豆中不同除草剂作用靶标酶的miRNA前体克隆

对前人已预测的大豆miRNA的4个茎环结构进行引物设计、克隆miRNA前体,先将设计好的接头与大豆小RNA的3'末端连接,然后利用与接头序列互补的引物对小RNA进行反转录,即可得到加接头的第1链cDNA,再用基因特异引物GSP和通用接头引物的组合,经PCR扩增后即可捕获位于已知序列区和接头之间的3'端RNA序列。结合3'端引物的测序结果,初步预测成熟miRNA可能的6个组合是同一家族。     

5种桉属植物的miRNA生物信息学预测

[目的]识别桉树miRNA基因和寻找与桉树木质形成相关的miRNA,为进一步开展桉树遗传品质改良工作奠定理论基础。[方法]将mirBase数据库中所有植物的3 228条miRNA序列提交到psRobot网站进行茎环结构预测,应用blast-2.2.27＋软件与rfam数据库和pfam数据库比对后去除非miRNA序列,并应用bioedit软件分析miRNA序列及前体序列的碱基组成特点。[结果]共计预测到26条miRNA前体序列和19条不同的成熟miRNA序列,并发现桉树miRNA序列在碱基偏倚现象,5’端第1碱基尿嘧啶出现的频率高达52.6%,而在第19碱基胞嘧啶出现频率为61.1%。靶基因预测发现3个与木质形成相关的miRNA。[结论]应用生物信息学方法首次在桉树中预测到了19条成熟miRNA序列,并识别到了3个与木质形成相关的miRNA。     

2个水稻PLT基因启动子的克隆及其表达分析

为研究水稻中PLT基因的表达及功能,利用同源序列分析,在水稻基因数据库中检索到2个与拟南芥PLT基因高度同源的基因序列,命名为OsPLT7和OsPLT11。根据进一步预测的PLT启动子序列设计引物,以水稻品种中花11的基因组DNA为模板,用PCR方法扩增得到PLT7、PLT11的启动子片段,克隆至含有报告基因的表达载体上并转化水稻。通过GUS染色观察T1代转基因阳性植株,发现OsPLT7和OsPLT11在水稻根部干细胞小生境和中柱部位表达,表达模式类似于其同源基因在拟南芥中的表达谱。     

水稻条纹叶枯病毒RNA干扰载体的构建及遗传转化

利用已知的水稻条纹叶枯病毒的序列设计了12对引物,利用这些引物经RT-PCR获得了5条序列,经BLAST分析,它们均与水稻基因组内的序列完全不匹配,可以用来作为干扰序列。将这5个序列构建入由pUC19改造的一段内含子两侧各含有一对同尾酶的干扰载体中,然后再将整个RNA干扰片段构建入经改造的以玉米泛素Ubi为启动子、以生物安全性的bar基因为选择标记的植物双元表达载体pCAMBIA1300中,经农杆菌介导对黄淮稻区主栽水稻品种圣稻13进行遗传转化,为抗条纹叶枯病水稻新品种的培育提供了候选材料。     

黑麦属NBS-LRR类抗病基因同源序列的分离与鉴定

根据已知植物抗病基因(resistance gene,Rgene)编码的蛋白质NBS-LRR保守结构设计了10对特异简并引物,对5份黑麦材料的基因组DNA进行抗病基因同源序列克隆,共获得45条抗病基因同源序列(resistance geneanalogs,RGAs)。同源性比较发现,RGAs序列之间的核苷酸相似性是41.9%~99.6%,其中16条具有连续开放阅读框(ORFs)。同时,利用MEGA 3.1将这16条序列与4个已知R基因进行聚类分析,发现有13条序列与RPM1亲缘关系近,2条与Pm3a亲缘关系近。本研究在黑麦中获得的RGAs既可用于筛选黑麦的抗病候选基因,同时也可以作为分子标记,用于作物分子辅助选择育种,且对进一步研究黑麦中NBS-LRR类R基因的起源和遗传进化提供参考和依据。     

截形苜蓿吡哆醇生物合成基因的电子克隆和进化分析

电子克隆是随着基因组计划和EST计划实施而发展起来的、利用生物信息学手段进行基因克隆的新方法。根据物种间同源基因相对保守的特点,利用生物信息学的方法,以拟南芥吡哆醇生物合成蛋白基因(PDX)cDNA序列为探针,在GenBank的HTGs数据库中找到与之高度同源的截形苜蓿的基因组序列———m th2-17p16克隆,通过GenScan软件预测和序列拼接得到了截形苜蓿吡哆醇生物合成基因序列(GenBank登录号为DQ139263)。用该序列对GenBank中的est-others进行相似性搜索,获得了25条截形苜蓿的EST序列,经拼接后发现与基因组预测的基因序列一致,表明该基因是真实存在和表达的。该cDNA序列长度为1 257 bp,具有完整的开放式阅读框(ORF 29-973bp),推测编码314个氨基酸。通过对日本百脉根(Lotus corniculatusvar.japoni-cus)、烟草(Nicotiana tabacum)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、大豆(Glycine max)、小麦(Triticum aestivum)和水稻(O ryza sativa)等进行吡哆醇生物合成蛋白序列同源比较,发现该基因具有高度的保守性。     

辣椒miR169及其靶基因的生物信息学分析

为了解miR169基因家族在辣椒生长发育过程的重要调控作用,通过生物信息学的方法对can-miR169基因家族的成员进行了染色体定位、序列保守性分析、系统发育进化树分析、前体序列二级结构预测和靶基因预测.结果表明:can-miR169家族成员定位在4条染色体上;成熟序列高度保守,前体序列在产生成熟序列的位置高度保守;预...     

藜麦miRNA及其调控靶基因的全基因组预测与分析

[目的]microRNAs(miRNAs)是一类大小为21 nt左右的内源性非编码小分子RNA,可在转录后水平通过调控基因的表达。本研究预测藜麦miRNAs及其靶基因,旨在为今后miRNAs在藜麦中的生物学功能解析奠定理论基础。[方法]基于miRNAs在物种间的保守性,将miRBase数据库中已知的植物miRNAs与藜麦基因组进行同源比对,按照miRNA的判定标准进行cqu-miRNAs的筛选;以藜麦的转录组序列为参照,利用psRNAtarget预测cqu-miRNAs的靶基因;利用TBtools对靶基因进行GO功能注释和功能富集分析。[结果]本研究共预测到分别属于4个miRNAs家族的8条cqu-miRNAs,它们的前体序列均能形成稳定的二级结构;靶基因预测结果表明8条cqu-miRNAs可作用于217个靶基因。GO功能注释和功能富集分析发现这些miRNAs的靶基因广泛参与了基因转录调控、细胞代谢、信号转导等生物学过程。[结论]本研究首次从全基因组水平预测到了8条cqu-miRNAs;靶基因功能富集分析发现这些cqu-miRNAs作用的217个靶基因广泛参与藜麦生长发育、胁迫应答和次生代谢途径,以上结果为进一步研究miRNAs在藜麦中的调控作用提供了理论基础。     

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.     

基于高通量测序的低温胁迫下赤桉miRNAs的挖掘与分析

目的 预测、挖掘和分析涉及赤桉Eucalyptus camaldulensis低温胁迫应答的miRNA,为研究其调控赤桉低温胁迫应答的分子网络奠定基础。方法 采用高通量测序对低温处理组和对照(CK)组的赤桉组培苗茎尖进行小RNA测序。以miRBase21.0、Rfam14.1和巨桉E. grandis基因组为参考数据库,利用Bowtie、miREAP和miRDeep2等软件进行miRNA预测,使用RNAfold对预测到的miRNA前体进行二级结构的折叠;采用psRNATarget预测靶基因,通过DEGSeq包分析差异表达的miRNA,并对它们进行GO注释和KEGG富集分析。结果 在赤桉中,共预测到隶属于54个家族的392个已知miRNA和97个新miRNA;其中,CK组共预测到282个已知miRNA,65个新miRNA;低温处理组共预测到329个已知miRNA,51个新miRNA。挖掘到80个在低温处理下显著差异表达的miRNA,包括55个上调和25个下调。GO基因功能注释和KEGG富集分析的结果表明,这些差异表达miRNA可能通过参与代谢通路、次生代谢物的生物合成、细胞膜的改变、信号转导和生物调节等响应低温胁迫。此外,还挖掘到25个可能与ICE1-CBFs-COR通路有关的miRNA。结论 借助高通量测序和生物信息学软件初步得到了低温胁迫下差异表达的赤桉miRNA,为进一步分析这些miRNA在赤桉低温胁迫中的分子功能提供一些参考。     

microRNA研究概况及其在农业生产中的应用前景

microRNA（miRNA）是一类小分子的非编码RNA,在不同物种的基因进化上高度保守,其表达在生物发育过程中具有明显的组织特异性和时间特异性。生物体内绝大多数基因均可能受到miRNA的调控,并且同一miRNA可能调控多个功能相似甚至功能完全不相关的基因的表达。本文概述了miRNA的特征、在动物和植物细胞内的形成过程...