水稻miRNA应答低能N^＋束辐照的基因芯片分析

[目的]探讨水稻应答N^＋束辐照机制中相关miRNA的表达差异。[方法]各选取3组N^＋束辐照处理水稻种子和未处理的水稻种子,提取其在30℃发芽96h幼苗总RNA,采用Agilent单通道水稻基因表达谱芯片筛选2组水稻幼苗差异表达基因。芯片中含有miRNA探针510个,分析其在样品间表达差异2倍左右作为域值范围。[结果]辐照组与对照组相比表达差异显著的miRNA分子有14个,且均为下调。[结论]水稻N^＋束辐照组和对照组中存在差异表达的miRNA分子,可能调控某些基因的表达来应答离子辐照,从而表现出与对照不一样的生理生化和表型差异。     

水稻miRNA应答低能N+束辐照的基因芯片分析

[目的]探讨水稻应答N＋束辐照机制中相关miRNA的表达差异。[方法]各选取3组N＋束辐照处理水稻种子和未处理的水稻种子,提取其在30℃发芽96 h幼苗总RNA,采用Agilent单通道水稻基因表达谱芯片筛选2组水稻幼苗差异表达基因。芯片中含有miRNA探针510个,分析其在样品间表达差异2倍左右作为域值范围。[结果]辐照组与对照组相比表达差异显著的miRNA分子有14个,且均为下调。[结论]水稻N＋束辐照组和对照组中存在差异表达的miRNA分子,可能调控某些基因的表达来应答离子辐照,从而表现出与对照不一样的生理生化和表型差异。     

基于芯片筛选螺原体感染中华绒螯蟹血细胞的免疫microRNAs

为筛选分析螺原体(Spiroplasma eriocheiris)感染中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)血细胞免疫相关microRNAs(miRNA)及其差异表达情况,利用微流体芯片技术,对正常和感染螺原体的中华绒螯蟹血细胞miRNA进行系统的鉴定与表达检测;结合生物信息学方法,分析其靶基因和免疫信号通路。利用前期研究和已有报道897条成熟miRNA作为探针订制单色芯片,使用Cy3染料标记,通过与中华绒螯蟹血细胞总RNA样本杂交,鉴定miRNA,检测其表达情况;对差异表达的miRNA进行靶基因预测、功能聚类和通路分析;随机挑选部分差异表达的miRNA进行茎环RT-qPCR验证。结果显示,总共鉴定出中华绒螯蟹血细胞miRNA共303个;健康组和试验组共表达miRNA有48个;差异表达miRNA为27个,其靶基因共注释到116个GO和63个KEGG通路;通过茎环RT-qPCR检测,结果与芯片基本一致。研究发现,差异表达miRNA靶基因,许多均存在于重要免疫信号通路之中,研究结果可为进一步分析中华绒螯蟹血细胞螺原体感染中的miRNA与其靶基因间的免疫调控机制提供借鉴。     

低致病性A/Anhui/1/2013(H_7N_9)流感病毒感染小鼠肺组织的miRNA表达谱分析

[目的]本试验旨在利用基因芯片测序技术分析宿主miRNA在调控流感病毒感染小鼠肺组织过程中的作用。[方法]应用低致病性H_7N_9亚型A/Anhui/1/2013流感病毒及PBS感染BALB/c小鼠,感染后3 d取小鼠肺组织分别利用转录组测序技术和miRNA芯片测序技术筛选差异表达mRNA和miRNA,并利用RT-qPCR验证差异miRNA。之后分别采用Targetscan、PITA及microRNAorg软件预测靶基因并结合转录组mRNA信息筛选候选miRNA的假定靶基因,最后利用Gene Ontology(GO)和Kyoto Encyclopedia of Gene and Genomes(KEGG)分析差异miRNA的生物学功能及其可能调控的信号通路。[结果]与PBS组相比,低致病性H_7N_9病毒感染组共筛选到265个差异表达miRNA,其中143个miRNA显著上调,122个miRNA显著下调。差异表达miRNA经RT-qPCR验证,10条候选miRNA的RT-qPCR结果与芯片结果有非常好的一致性。进一步KEGG分析表明,这些差异表达miRNA主要富集在Rap1、PI3K-Akt、Hippo、MAPK、Wnt、黏着斑、自噬等免疫相关信号通路中。结合差异mRNA信息进行miRNA-mRNA调控网络分析,显示主要有15条差异表达miRNA和31个差异靶基因富集到这些信号通路中。[结论]成功筛选到了低致病性H_7N_9感染小鼠肺组织后引起的差异表达miRNA,且RT-qPCR证明其与基因芯片测序结果表达趋势具有很好的一致性,为深入研究宿主miRNA在调控低致病性H_7N_9流感病毒与宿主相互作用的分子机制奠定了基础。     

西门塔尔牛肌内和皮下脂肪miRNA表达谱及miR-27b靶基因分析

【目的】通过分析西门塔尔牛肌内脂肪和皮下脂肪差异表达miRNA,及对重要的候选miRNA-27b进行靶基因预测及相关生物信息学分析,探索miRNA在动物肌内脂肪生长、发育过程中的作用及其调控机制。【方法】利用miRNA微阵列芯片技术对肌内脂肪和皮下脂肪miRNA表达谱进行检测和分析以筛选差异表达miRNA;qRT-PCR方法验证4个在肌内脂肪显著高表达的候选miRNAs;采用Targetscan生物信息学计算方法预测目标miR-27b（对肌内脂肪沉积可能起重要调节作用）的靶基因,并对靶基因进行GO注释描述、富集分析及KEGG富集。【结果】miRNA芯片分析发现肌内脂肪和皮下脂肪共有88个差异表达极显著miRNA（P＜0.01）。候选的4个在肌内脂肪高表达miRNAs（miR-140、miR-145、miR-143、miR-27b）的qRT-PCR检测结果与芯片分析结果具有很好的一致性。KEGG富集显示,目标miR-27b的预测靶基因在MAPK、Wnt、Hedgehog、TGF-beta、GnRH等信号通路中显著富集,其中在MAPK信号通路中富集度最高。【结论】牛肌内脂肪和皮下脂肪组织中确实存在一些差异表达的miRNAs,某些重要的在差异高表达miRNA（如miR-27b）可能以独特的通路（如MAPK信号）来调节牛肌内脂肪的形成过程。     

水稻与稻瘟病菌不同小种互作的基因差异表达谱分析

【目的】分析水稻接种稻瘟病菌（Magnaporthe grisea）48 h后亲和互作与非亲和互作反应的基因表达谱,探索水稻对不同稻瘟病菌抗性差异的分子机理。【方法】运用Affymetrix表达谱芯片分析差异表达mRNA;通过分子注释系统平台（MAS 3.0）对差异表达基因进行了基因注释及GO分析;应用实时定量PCR 对部分差异表达基因进行验证。【结果】在49 824个转录本中共检测到大约24 000个转录本,Fold change大于2.5的基因共1 028个,其中非亲和互作上调基因460个,下调基因568个。所验证的4个基因的荧光定量PCR结果与芯片结果基本一致。经GO分析差异基因对应蛋白的功能主要涉及信号转导、酶的调节、转录及分子转运等。【结论】水稻与稻瘟病菌非亲和与亲和互作的基因表达谱存在较大差异,基因芯片筛选到的差异表达基因通过GO注释明确了差异基因的分子功能及信号通路,有利于进一步了解植物抗病机制,并可能为稻瘟病防治措施提供新的途径。     

捻转血矛线虫丙硫咪唑敏感虫株和耐药虫株miRNA-mRNA关联比较分析

旨在比较分析捻转血矛线虫敏感虫株和耐药虫株miRNA表达谱,探讨miRNA与捻转血矛线虫丙硫咪唑耐药性相关基因之间的调控机制。运用Illumina Hiseq2000平台进行测序并进行cDNA文库的构建,利用RNAhybrid、Miranda和TargetScan对测序得到的数据进行靶基因预测,并取交集作为miRNA的靶基因预测结果,使用Bowtie、RepeatMasker、MIREAP、Rfam、miRBase和DAVID等生物信息学分析软件和权威数据库系统,筛选出差异的miRNA以及与捻转血矛线虫耐药相关的miRNA并进行靶基因预测,同时对KEGG pathway和GO功能富集到的靶基因和可能参与调控的通路进行预测分析。结果表明,敏感虫株和耐药虫株共筛选显著差异表达的miRNA共294个,其中113个上调,181个下调。对miRNA和其靶向调节的mRNA进行关联分析,共关联到1 770个miRNA-mRNA对为负调控关系,其中涉及到274个差异的miRNA和603个差异的mRNA。显著差异表达的miRNA靶基因被注释到了1 430条GO terms和327条KEGG pathway,富集到FoxO信号通路(FoxO signaling pathway),mTOR信号通路(mTOR signaling pathway),PI3K-Akt信号通路(PI3K-Akt signaling pathway)等与耐药相关的一些抗性通路。综上,通过对miRNA表达谱分析以及miRNA-mRNA靶向分析,发现捻转血矛线虫敏感虫株和耐药虫株显著差异表达的miRNA和其对应的靶基因,并对部分耐药相关通路中存在的靶基因及显著差异的靶基因所在的通路进行筛选和分析,为后续进一步通过转录组学深层次挖掘捻转血矛线虫产生耐药性的关键基因及相关调控分子提供科学依据。     

乙型脑炎病毒感染猪睾丸细胞的miRNA表达谱差异分析

[目的]本试验旨在分析乙型脑炎病毒(JEV)感染猪睾丸(ST)细胞和正常ST细胞miRNA差异表达谱,以探索miRNA在JEV感染过程中的作用及其调控机制。[方法]分别提取正常ST细胞和JEV感染8 h后的ST细胞总RNA,利用高通量测序技术检测分析ST细胞中的miRNA表达谱并进行差异分析。使用miRanda软件对表达差异显著miRNA的靶基因进行预测并对靶基因进行GO分析。选取6个显著性差异表达的miRNA通过RT-qPCR进行验证。[结果]与正常ST细胞相比,JEV感染后的ST细胞有112个差异表达miRNA,其中80个miRNA上调表达,32个miRNA下调表达。经RT-qPCR方法验证6个差异表达的miRNA结果与高通量测序结果一致。差异表达miRNA靶基因的生物学功能相对集中在细胞代谢、细胞黏附等生物过程。[结论]检测和分析JEV感染后猪睾丸细胞的miRNA表达谱,获得了大量的与JEV感染相关的miRNA表达谱数据,为揭示JEV感染生殖系统致病机制提供了有效的数据和理论基础。     

玉米抗感粗缩病重要miRNA及其靶基因的诠释

借助高通量测序和生物学分析手段,筛选不同抗性品种间的差异表达miRNA,预测相关靶基因.对玉米抗、感粗缩病不同种质材料高通量测序鉴定出的差异miRNA的靶基因,在Genome、Gene Ontology等生物信息数据库中进行比对,同时做GO(Gene Ontology,简称GO)、京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,简称KEGG)富集性分析.从某些相关差异miRNA的靶基因及其作用位点的有关GO ID及其生物学功能注释中,发现一些可能与玉米粗缩病抗性有较大关系的miRNA,如zma-miR156a、zma-miR156k、zma-miR1432等;通过进一步的miRNA靶基因KEGG富集性分析,获得代谢通路ID,根据其生物功能注释,推测也有一定数量的miRNA与玉米种质抗(感)病相关.结合所涉差异miRNA在玉米抗、感种质接毒前后上、下调的表现,对这些重要miRNA靶基因可能涉及粗缩病的致病机制或玉米抗性相关的GO ID、KEGG通路ID所蕴含的功能进行了诠释.研究旨在探明抗病相关miRNA通过靶向作用其靶基因,在抗病过程中可能发挥的重要生物学功能和作用途径,研究结果可为探讨玉米抗粗缩病的抗病机制研究奠定理论基础.     

热应激奶牛血清miRNA表达谱及miR-181a靶基因分析

通过分析热应激奶牛和正常奶牛血清差异表达miRNA,及对重要的候选miRNA进行靶基因预测及相关生物信息学分析,探索miRNA在荷斯坦奶牛发生热应激过程中的作用及其调控机制。利用miRNA高通量测序技术对奶牛血清中miRNA表达谱进行检测和分析以筛选差异表达miRNA;用RT-qPCR方法验证4个在热应激奶牛血清与正常奶牛血清中显著差异表达的候选miRNAs;采用Targetscan生物信息学计算方法预测目标miR-181a(对应激以及免疫反应可能起重要调节作用)的靶基因,并对靶基因进行GO注释描述、富集分析及KEGG富集。结果表明:miRNA高通量测序分析发现共有52个差异表达极显著miRNA(P0.01)。候选的4个miRNAs(miR-19a、miR-19b、miR-181a、miR-1246)的RT-qPCR检测结果与测序分析结果具有很好的一致性。GO和KEGG分析结果显示,miR-181a的靶基因与应激反应以及免疫功能密切相关,并且靶基因在B细胞和T细胞受体信号通路中显著富集。结论:在热应激奶牛与正常奶牛血清中存在差异表达的miRNAs,某些重要的miRNA(如miR-181a)可能以独特的通路(如B细胞和T细胞受体信号通路)来调节奶牛热应激的发生过程。     

225份水稻新品系对穗瘟的田间抗性初步评价

【目的】对以抗瘟丝苗、新银占和BE621等3个稻瘟病抗性优良品种为抗源转育的225份水稻新品系进行田间穗瘟抗性鉴定,为水稻新品种（组合）稻瘟病抗性改良奠定基础。【方法】在广西岑溪市梨木镇对255份水稻新品系进行穗瘟田间自然诱发鉴定,以3个抗源亲本抗瘟丝苗、新银占和BE621为抗病对照,油占八号为感病对照。【结果】225份水稻新品系中有13份表现为1级抗性,约占5．8％;118份表现为3级抗性,达到中抗水平,约占52．4％;65份表现为5级抗性,表现为中感,约占28．9％;14份表现为7级感病,约占6．2％;15份表现为9级高感,约占6．7％。以抗瘟丝苗、新银占和BE621为抗源育成的品系中,抗性达到1～3级的品系分别约占59．6％、59．3％和51．4％。【结论】抗瘟丝苗和新银占的后代比BE621的后代更具抵抗稻瘟病危害的能力;该研究所获得的中高抗品系均能作为广西稻瘟病抗性育种材料,具有较好的应用前景。     

四川部分杂交稻组合在广西稻瘟病圃的抗性表现

【目的】明确56份来自四川的杂交稻组合对广西稻瘟病的抗性,为合理引进、布局新品种及综合防治稻瘟病提供科学依据。【方法】在广西岑溪稻瘟病自然诱发鉴定圃对来自四川的56份杂交水稻组合进行稻瘟病田间自然诱发抗性鉴定。【结果】参试组合中,对广西稻瘟病表现中感的组合3份,分别是中优177、川香3号、辐优838,占鉴定总数的5．36％;表现感病水平的组合13份,占鉴定总数的23．21％;其余40份均表现高感稻瘟病,占鉴定总数的71．43％。【结论】56份杂交稻组合对广西稻瘟病均表现不同程度的感病,且大部分达高感水平,这些组合只适宜在非病区引进种植。     

5个水稻材料对褐飞虱及白叶枯病的抗性评价

[目的]评价5个水稻材料对褐飞虱和白叶枯病的抗性,为培育兼抗褐飞虱和白叶枯病的水稻品种提供材料.[方法]选用9311(不含抗褐飞虱基因)、Mudgo(含Bph1基因)、Rathu Heenati(含Bph3基因)、Swarnalata(含Bph6基因)和Pokkali(含Bph9基因)等5个常规水稻材料,分别采用苗期集团法和磷营养胁迫下人工剪叶接种法进行水稻材料对褐飞虱和白叶枯病的抗性评价.[结果]含抗褐飞虱基因的水稻材料Pokkali、Swarnalata、Rathu Heenati和Mudgo在40 mg/L磷营养胁迫下对白叶枯病表现出中抗水平,而在0.25 mg/L磷营养胁迫下则表现较高的抗性水平,其中,Pokkali在常规褐飞虱抗性鉴定和磷营养胁迫下白叶枯病抗性鉴定中均表现出较高的抗性水平.[结论]低磷营养胁迫可作为增强水稻抗白叶枯病的有效途径之一;水稻材料Pokkali对褐飞虱和白叶枯病均具有较高的抗性,可作为选育兼抗型水稻新品种的亲源.     

miRNA 对水稻非生物胁迫的应答

MicroRNA(miRNA)是一类小的非编码RNA,它主要通过对转录后水平靶mRNA的切割以及抑制mRNA的翻译调控基因表达,参与植物的生长发育和胁迫应答等多种生物学过程.综述了miRNA的发生和调控机制,重点介绍了miRNA对水稻非生物胁迫应答的研究进展,并对研究过程中存在的问题进行讨论,为更好地了解miRNA及其靶基因在提高水稻产量和抗逆方面的作用,进一步解析miRNA在水稻中的调控机制提供参考.     

江西省近年审定的水稻品种性状分析

[目的]对江西省2009～2013年审定的140个水稻品种的产量、品质和抗病性进行分析.[方法]将2009 ～2013年通过江西省品种审定委员会审定的品种（不包含审定的不育系）进行综合分析和按年份进行纵向分析,另将品种分为早稻、一季稻、晚稻,常规品种和杂交品种,杂交品种又分为两系和三系杂交品种进行分析.[结果]审定品种以三系品种为主,两系品种产量比三系品种略显优势,但优质率却低于三系品种.审定品种产量比对照平均增产3.0％,米质达国标3级优质米以上的品种占52.1％,对稻瘟病基本上均为高感.[结论]该研究可为江西省水稻品种的选育、推广和应用提供参考依据.     

水稻根系盐胁迫响应miRNA和tRF的鉴定

【目的】水稻（Oryza sativa L.）是中国最重要的粮食作物,也是盐胁迫敏感作物。研究水稻盐胁迫响应基因表达,发掘水稻耐盐基因对水稻抵御盐胁迫的分子机制及解析其调控网络,为培育耐盐水稻品种奠定基础。【方法】以水稻品种日本晴种子为试验材料,在1/2MS培养基培养条件下对其进行盐处理（150 mmol·L^-1 NaCl）,对盐处理和非盐处理21 d的根系进行小分子量RNA组学测序。通过生物信息学分析,以log₂ Fold Change（log₂FC）>1或＜-1为筛选条件,寻找在盐胁迫和非盐胁迫条件下差异表达的miRNA和tRF（tRNA-derived RNA fragments）,分析其靶基因,并通过实时荧光定量PCR对测序结果及靶基因进行验证。【结果】以至少一组数据RPM（Reads Per Million reads）>500和log₂FC>1或＜-1为筛选条件,共得到31个差异表达miRNA,其中8个为盐胁迫诱导miRNA,23个为盐胁迫抑制miRNA,这些差异表达miRNA属于12个miRNA家族,其中8个miRNA家族在拟南芥、玉米和小麦等物种中也被报道为盐胁迫信号响应miRNA,包括盐胁迫抑制的osa-miR397、osa-miR396、osa-miR156、osa-miR167、osa-miR1432和盐胁迫诱导的osa-miR159、osa-miR168、osa-miR164。其余4个miRNA家族osa-miR1882、osa-miR1876、osa-miR1423和osa-miR5077尚未见与盐胁迫相关的报道。通过靶基因预测,得到这31个差异表达miRNA的靶基因共162个。此外,盐处理后,水稻根系产生的34—38nt tRF数量显著多于非盐处理材料,说明tRF的产生并非随机,而是通过某种特定机制响应高盐信号,诱发tRNA特异性加工而产生。以RPM>50和log₂FC>1或＜-1为筛选条件,检测到盐胁迫诱导的5'端tRF 3个,3'端tRF 3个,这些tRF由6个tRNA加工产生。推测这些差异tRF是潜在的水稻盐胁迫响应tRF。【结论】共检测到12种水稻根系中盐胁迫响应miRNA,其靶基因多为转录因子编码基因,推测其通过对其靶基因转录因子的转录后调控参与了盐胁迫响应的表达调控。其中8个水稻盐胁迫响应miRNA家族是不同物种间保守的通用盐胁迫响应miRNA。另外,从转录组水平挖掘出水稻盐胁迫响应tRF,并鉴定了6个盐胁迫诱导表达的tRF。     

褪黑素增强盐害条件下水稻幼苗对稻瘟病的抗病能力

[目的]探讨盐害条件下褪黑素对水稻抗稻瘟病的影响。[方法]采用3个浓度褪黑素处理生长在盐害(50 mmol/L)条件下的水稻幼苗,并接种稻瘟菌,调查不同时间发病率并检测叶片保护酶活力。[结果]盐胁迫能显著降低水稻抗稻瘟病能力。不同浓度(0、0.1和1.0 mmol/L)褪黑素水溶液处理能显著增强水稻对稻瘟病的抗病能力,并增强水稻叶片超氧化物歧化酶和多酚氧化酶的活力。[结论]褪黑素能激活这些保护酶从而增强盐害条件下水稻抗稻瘟病的能力。     

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。     

干旱胁迫对分蘖期转基因水稻抗旱性生理生化指标的影响

[目的]通过比较野生型日本晴株系水稻WT和OsCAS基因过表达株系水稻777在分蘖期的抗旱性生理生化指标,分析OsCAS基因高表达株系水稻的抗旱能力。[方法]用10%和15%的PEG模拟干旱胁迫,测定2种株系水稻的CAT、POD和SOD活性及MDA和Pro含量。[结果]在10%PEG处理下,WT和777的3种保护酶活性均有增加;在15%PEG处理下,WT的3种保护酶活性明显降低,777的3种保护酶却能够保持相对较高的活性;此外,WT和777的MDA和Pro含量都随干旱胁迫程度的加深而增加,在同一胁迫条件下WT的MDA和Pro含量要明显高于777的。[结论]OsCAS基因高表达株系777在分蘖期较WT对干旱有较强的抗性,特别是在严重干旱胁迫(15%PEG)时优势尤为明显。     

NaCl预处理对盐胁迫下水稻H2O2含量和过氧化氢酶活力的影响

[目的]通过对水稻苗前期盐的处理后,测定盐胁迫条件下生理指标的变化,确定盐害对水稻的影响.[方法]测定了一种盐敏感水稻品种（丽江新团黑谷）经过低浓度盐胁迫预处理后在盐害条件下叶片和根中活性氧H2O2的产生和CAT活力.[结果]50 mmol/L盐胁迫能导致其叶片和根中H2O2含量显著上升,而CAT活力则显著下降.经过低浓度盐（20 mmol/L）预先处理的水稻在盐胁迫下H2O2含量上升幅度则较小,而CAT活力较高.此外,盐胁迫预处理的水稻在盐害条件下生长情况更好,其叶片中叶绿素含量更高.[结论]活性氧H2O2及其清除酶CAT参与水稻对盐害的应答反应,并且这种预处理能增强水稻抗盐害胁迫能力.