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。     

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。     

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。     

小麦microRNA167e的特征及表达模式分析

MicroRNAs(miRNAs)是一类在植物发育调控和逆境胁迫响应过程中发挥重要功能的小RNA,为了探讨miR167e在小麦中的生物学功能,以小麦品种中国春、豫麦18和矮抗58为材料,利用RT-PCR技术克隆了小麦miR167家族基因新成员 MIR167e,并采用qRT-PCR技术分析了其时空表达特性及其对渗透胁迫的响应模式。结果将小麦 MIR167e基因定位在第5同源群染色体的短臂上,将该基因A、B和D基因组的三个部分同源基因分别命名为 TaMIR167e-5AS、 TaMIR167e-5BS和 TaMIR167e-5DS。序列分析显示,该miRNA前体区域在所检测品种间高度保守,3个部分同源基因间仅存在SNP差异,在成熟tae-miR167e对应区域完全一致。时空表达特性分析显示,tae-miR167e在籽粒发育过程中表达呈上调趋势,在不同组织间的表达差异较大,其中在3叶期,叶片和根系中表达量较高,种子中次之,穗下节中表达量最低;在干旱胁迫条件下,该miRNA受胁迫诱导而上调表达,与中国春相比,矮抗58根系中该miRNA的诱导表达启动更快,在叶片中的表达水平更高;在盐胁迫条件下,该miRNA在根系中呈下调表达趋势,而在叶片中上调表达。推测tae-miR167e在小麦发育调控和渗透胁迫响应过程中发挥重要功能。     

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。     

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 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。     

小麦miR5062靶基因的鉴定及功能研究

miRNA作为一种植物中重要的内源小分子,通过调控靶基因的表达来行使其功能.为了探索小麦(Triticum aestivum)中新发现的miRNA tae-miR5062的靶基因,利用生物信息学方法对tae-miR5062的靶基因进行预测和进一步分析,将属于小麦AGO2家族的TaAGO2确定为其靶基因;进一步构建重组表...     

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。     

Identification and Characterization of Drought Stress- Responsive Novel microRNAs in Dongxiang Wild Rice

MicroRNAs(miRNAs) are non-coding small RNAs, which play important regulatory roles in response to biotic and abiotic stresses. Dongxiang wild rice(Oryza rufipogon, DXWR) can survive in extreme drought environment, but its molecular mechanism of drought resistance is still largely unknown. To further explore miRNA regulatory mechanisms involved in drought resistance, we identified 138 novel miRNAs in DXWR using small RNA sequencing and bioinformatics approaches, and found that the expression levels of 67 novel miRNAs were significantly affected by drought stress. In total, 200 candidate target genes were predicted and annotated for the drought stress-responsive novel miRNAs. Gene Ontology(GO) analysis and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG) pathways suggested that most of the target genes were related to metabolism. Stem-loop quantitative real-time PCR(qRT-PCR) results exhibited high concordance with sequencing data, which confirmed that miRNA expression patterns based on small RNA sequencing in the present study were reliable. Meanwhile, qRT-PCR validated the inverse expression patterns between several miRNAs and their target genes. These results will enhance our understanding of miRNA regulatory mechanisms in response to drought stress in DXWR, and can serve as an important reference for the protection and utilization of this valuable genetic resource.     

干旱胁迫下小麦幼苗基因表达谱的cDNA AFLP分析

为了分离和识别小麦抗旱相关基因,给小麦抗旱节水育种提供依据,以既抗旱又具备高水分利用效率的新疆春小麦主栽品种新春6号为材料,采用cDNA-AFLP技术,分析了小麦在两叶一心期干旱胁迫条件下的诱导表达基因。通过253对引物组合的筛选,共得到748个干旱胁迫特异上调表达的转录衍生片段(TDF)。对其中22条片段进行克隆、测序、Blastx比对和功能分类分析的结果表明,有18个TDFs所推导的蛋白质序列与NCBI已有序列同源,功能涉及逆境胁迫反应、发育、信号转导、抗病蛋白、跨膜转运、能量代谢等方面;有4个TDFs在NCBI找到同源序列,但功能未知。     

小麦SPL家族基因在非生物胁迫下的表达分析

SQUAMOSA promoter binding protein like(SPL)是一类在植物中广泛存在的转录因子家族,在调控植物生长发育、响应逆境胁迫等方面发挥着重要作用。为解析小麦中SPL家族基因响应非生物胁迫的机理,本研究采用生物信息学的方法在全基因组范围内对小麦SPL基因家族成员进行鉴定,并对鉴定到的SPL基因进行表达模式分析。结果表明,在全基因组范围内共鉴定到56个小麦SPL基因,其中27个是miR156的靶基因;系统进化分析发现,56个小麦SPL基因聚类为7个亚家族。基于转录组数据对表达模式进行分析,发现36个小麦SPL基因与非生物胁迫响应相关,响应缺氮、缺磷、高盐、低温、干旱、高温胁迫以及热旱共胁迫的基因分别有12、16、22、6、13、14和21个,其中TraesCS3D02G425800同时响应7种非生物胁迫。qRT PCR验证结果与转录组数据基本一致。     

利用cDNA-AFLP技术分析炭疽菌危害诱导茶树的差异表达基因

应用cDNA-AFLP技术筛选炭疽菌（Colletotrichum sp.1）危害诱导茶树毛蟹品种（Camellia sinensis cv. Maoxie）的差异表达基因,为探究茶树抗炭疽菌的分子机制奠定基础。利用256对选择性扩增引物组合分析病菌接种后0 h和48 h的叶片cDNA,经筛选、测序和BLAST比对获得136条差异表达片段（TDFs）。同源基因功能分析结果表明,128条TDFs与Nr数据库已有基因同源,其功能以胁迫响应、生物调控与信号转导为主;其中51条TDFs与TPIA数据库中冷害、干旱、盐碱条件下的差异表达基因高度同源。进一步对27条TDFs进行qRT-PCR验证,结果显示,有24条TDFs的表达情况与cDNA-AFLP的结果一致,WRKY转录因子、乙烯响应转录因子、过氧化物酶和超氧化物歧化酶等抗逆相关基因的表达显著上调。本试验通过筛选获得差异表达的抗逆相关基因,为后续的基因功能研究奠定基础。     

香蕉中 8 个 WRKY 转录因子的克隆及表达分析

WRKY 转录因子在植物生长发育和抗逆过程中发挥重要作用。为了解香蕉 WRKY 转录因子的功能,本研究 在香蕉根系中克隆了 8 个 WRKY 家族基因,与香蕉基因组数据库比对后,将其分别命名为 MaWRKY2、MaWRKY21、 MaWRKY44、MaWRKY47、MaWRKY125、MaWRKY136、MaWRKY139 和 MaWRKY147。序列分析和遗传进化树结果表 明,MaWRKY2 和 MaWRKY47 属于第 I 类家族,其余 6 个属于第 II 类家族。对 8 个基因在香蕉的根、球茎、假茎、 叶、花和果中的表达进行分析,结果表明,这 8 个基因在所有的器官中均表达,说明这些基因在香蕉的生长发育过程 中起作用。对 8 个基因在盐、低温、干旱、水杨酸、茉莉酸、ABA、乙烯和香蕉尖孢镰刀菌生理 4 号小种胁迫处理的 香蕉苗根系中的表达进行分析,结果表明 8 个基因对这些胁迫均有响应,说明香蕉中的这 8 个 WRKY 基因参与了生物 胁迫、非生物胁迫和激素信号途径。