人工miRNA技术及其在植物抗病育种中的应用

内源miRNAs被认为是真核生物调控基因表达的重要调节因子,人工miRNA(amiRNA)是一种基于天然miRNA的结构用以沉默内源基因的有效策略。利用人工miRNA替换植物内源miRNA前体中miRNA/miRNA*序列,使产生的人工miRNA与靶基因配对,并特异性地抑制靶基因的表达。从天然miRNA的合成过程和作用机制,人工miRNA的设计基本原理及构建方法,人工miRNA技术在植物抗病育种上的应用等方面进行综述。     

植物MicroRNA功能的研究进展

MicroRNA(miRNA)是真核生物基因表达的一类负调控因子,植物miRNA主要在转录水平上通过介导靶基因的甲基化、在转录后水平介导靶mRNA的切割或降低靶mRNA的翻译来调节基因的表达,从而调控植物器官的形态建成、生长发育、激素分泌与信号转导以及植物对逆境胁迫因素的应答能力。该文主要综述了近年来植物miRNA在植物生长发育、激素调节与信号转导以及逆境胁迫应答中的重要作用,并针对miRNA的网络调控特征提出了今后miRNA功能研究的方向。     

植物microRNA与逆境响应研究进展

MieroRNA(miRNA)是一类在生物体内普遍存在的非编码、长度约16～29 nt的小分子RNA,由内源基因编码,于转录后水平通过介导靶mRNA降解或翻译抑制调控基因表达,是真核细胞基因表达的重要调控因子.随着生物信息学与研究技术的发展,越来越多的植物miRNA得到预测和验证.逆境胁迫下,植物体诱导或下调相关miRNA表达,参与植物逆境生理调节与适应.文章综述了植物miRNA生物合成、与靶基因的作用方式,生物功能以及逆境胁迫响应miRNA,概要介绍了目前常用的miRNA研究方法.     

生物信息学方法挖掘小麦中的microRNAs及其靶基因

microRNAs（miRNAs）是最近发现的一种内源、非编码、长度约为21nt的小分子RNA,在转录后水平起调控基因表达的作用．先前的研究发现,植物中的miRNAs具有高度的保守性,这为在其他植物物种中通过同源比对发现保守的miRNAs提供了思路．本文利用EST和GSS分析法在小麦中预测miRNA及其靶基因．简单过程是,将其他植物物种中已经发现的miRNA与小麦的EST和GSS数据库比对,经过一系列的标准筛选、预测小麦miRNA．通过这一策略,本文共得到属于18个家族的37条小麦miRNA,其中有10条保守的miRNA是第一次被发现．发现miR395是一个非常特殊的家族,因为它的3个成员成簇的存在形式与动物miRNAs非常相似．本文还利用新发现的小麦miRNAs通过在线软件miRU与编码蛋白的数据库比对,总共预测到361个靶基因,其中一些靶基因参与到了小麦的生长发育、新陈代谢及抗逆过程．     

坐骨神经缺损后大鼠近端神经新miRNA的鉴定与功能分析

周围神经系统在损伤后能够再生,再生过程中许多基因和蛋白的表达发生改变-miRNA是一类进化上高度保守、能够在转录后调控基因表达的非编码RNA．本研究聚焦在大鼠坐骨神经缺损后,近端神经新miRNA的鉴定和功能注解．通过深度测序、计算机分析和Q．PCR验证,98个新miRNA在坐骨神经缺损后的0,1,4,7和14天被发现和鉴定．进一步预测了这些miRNA的靶基因,分析了靶基因参与的生物学过程,结果显示靶基因参与的生物学过程与坐骨神经缺损后神经损伤和再生的过程基本一致．本实验为miRNA在坐骨神经缺损后的调控作用的研究提供了基础,有助于周围神经损伤和再生分子机制的进一步研究．     

植物miRNA的分子特征及其在逆境中的响应机制

逆境胁迫是影响植物生长发育、生物产量与品质形成的主要因素之一。通过诱导表达抗逆有关的编码基因与部分非编码基因是植物响应逆境的主要方式。miRNA作为一种非编码基因在植物生长、发育以及抗逆等过程中起重要的调控作用。研究表明:逆境胁迫下miRNA可以形成miRNA诱导沉默复合物(miRNA-induced silencing complex,miRISC),并与靶mRNA互补配对结合,进而引起靶mRNA的降解或者抑制其翻译,从而实现对下游抗逆相关基因表达的调控,最终引起代谢与信号转导途径的变化实现对逆境的响应。本文从植物逆境胁迫下诱导miRNA的产生、靶基因的识别以及作用机制等方面进行了综述。     

microRNA在植物逆境胁迫应答中的作用

逆境胁迫严重影响着全世界范围内的作物产量。为减少逆境胁迫损伤,植物在长期的进化过程中形成了多级别（转录、转录后和翻译、翻译后）的基因表达调控应答机制。最近研究发现,内源microRNA（miRNA）在植物逆境胁迫应答中具有重要的调节作用。在逆境胁迫发生时,一些miRNA会表达上调,而另一些miRNA会表达下调;miRNA正是通过下调胁迫应答过程的负调节子靶基因和上调胁迫应答过程中的正调节子靶基因,来执行生理调控功能。通过综述miRNA在植物逆境应答中的作用,以期全面的了解逆境胁迫调控网络。     

植物miRNA抗胁迫机理研究进展

植物microRNA（miRNA）是一类约有21个核苷酸组成的小RNA分子,属于非编码单链RNA家族。miRNA与靶mRNA互补配对结合,以抑制基因表达或切割mRNA的方式,实现基因的负调控。miRNA对植物基因表达、生长发育和抵抗胁迫等有十分重要的影响。综述了植物miRNA特点以及miRNA抗胁迫机理的最新研究进展。     

植物MicroRNA的特点与研究方法

MicroRNAs(miRNAs)是一类在植物、动物、单细胞藻类和病毒等中存在的具有调控基因表达作用的内源非编码小RNA(small RNAs).在植物中,miRNAs主要依靠与靶基因之间完全或近乎完全的互补配对切割靶基因或翻译抑制实现其调控功能.主要综述植物miRNA的特点,并介绍miRNA的获得方式、靶基因预测及验证方法.     

玉米microRNAs及其靶基因的生物信息学预测

microRNAs (miRNAs) 是一类非编码的小分子RNA, 通过碱基互补调控靶基因的表达。鉴定和发现新的miRNAs及其靶基因, 对揭示miRNAs在基因表达调控中的作用至关重要。玉米全基因组测序工作开展较晚, 已经鉴定登记的miRNAs很少, 对靶基因的调控作用尚待解明。文章根据miRNA进化上的保守性, 以已知的植物miRNAs为探针, 与相关数据库中玉米表达序列标签(EST)和基因组序列(GSS)中的非编码序列比对, 共发现11个新的miRNA前体。虽然在序列长度和二级结构方面各有变化, 但这11个前体均可折叠形成miRNA家族的标准二级结构。通过靶基因预测, 找到其中7条miRNAs的26个靶基因, 分别编码与新陈代谢、信号转导、转录调节、跨膜运输、生物和非生物胁迫及叶绿体组装等相关的蛋白。这些miRNAs及其靶基因的鉴定, 补充了miRNA数据库的不足。     

降解组测序技术在植物miRNA研究中的应用

目前, 利用芯片技术和miRNA测序可快速、准确地检测到物种中所含有的miRNA。随着越来越多的miRNA被发现, miRNA靶基因的确定已成为研究miRNA生物学功能的关键。传统的miRNA靶基因的寻找主要依赖生物信息学预测、AGO蛋白免疫共沉淀和荧光素酶法等。随着高通量测序技术的持续革新, 出现了一种新的miRNA靶基因的检测方法, 即降解组测序(degradome sequencing)法, 该方法拥有高通量测序技术、生物信息学分析和RACE验证三者的优势, 并已成功应用于拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)和小立碗藓(Physcomitrella patens)等模式植物miRNA靶基因的检测。基于已发表的相关文献和联川生物降解组测序平台, 该文对降解组测序技术应用于植物miRNA靶基因的研究进展及其实验原理进行了综述, 同时对运用该技术可进行的更深入研究进行了讨论。     

Highly specific gene silencing by artificial microRNAs in Arabidopsis

Plant microRNAs (miRNAs) affect only a small number of targets with high sequence complementarity, while animal miRNAs usually have hundreds of targets with limited complementarity. We used artificial miRNAs (amiRNAs) to determine whether the narrow action spectrum of natural plant miRNAs reflects only intrinsic properties of the plant miRNA machinery or whether it is also due to past selection against natural miRNAs with broader specificity. amiRNAs were designed to target individual genes or groups of endogenous genes. Like natural miRNAs, they had varying numbers of target mismatches. Previously determined parameters of target selection for natural miRNAs could accurately predict direct targets of amiRNAs. The specificity of amiRNAs, as deduced from genome-wide expression profiling, was as high as that of natural plant miRNAs, supporting the notion that extensive base pairing with targets is required for plant miRNA function. amiRNAs make an effective tool for specific gene silencing in plants, especially when several related, but not identical, target genes need to be downregulated. We demonstrate that amiRNAs are also active when expressed under tissue-specific or inducible promoters, with limited nonautonomous effects. The design principles for amiRNAs have been generalized and integrated into a Web-based tool (http://wmd.weigelworld.org).