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。     

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.     

植物MicroRNA

MicroRNA (miRNA)是一类长度约为22个核苷酸的内源单链非编码RNA,在结构上相当保守,因而可以借助生物信息学方法进行预测. 从2002年证实miRNA在植物中的存在以来,关于植物miRNA的研究进展异常迅速,短短几年内就已发现200多种. 植物miRNA主要通过切割靶mRNA,或抑制靶mRNA翻译,来调控植物个体生长发育并影响其生理过程,是一种新的基因调控方式. 本文将就植物miRNA的形成、特征、作用机制、生物功能及其与siRNA的关系进行综述.     

miRNA对水稻生长发育的调控

MicroRNA(miRNA)是一类小的非编码RNA,它们主要在转录后水平对靶mRNA进行切割或抑制mRNA的翻译来调控基因的表达. miRNA通过对靶基因的调控参与植物的生长发育、胁迫应答和代谢过程.在水稻中,已经发现并初步验证了许多与生长发育相关的miRNA,它们对水稻不同器官和形态发育发挥着重要作用.本文综述了水稻miRNA的发生和调控机制、靶基因的预测,重点介绍了miRNA对水稻生长发育和形态建成的研究进展,并对研究过程中存在的问题进行了讨论.为更好地了解miRNA及其靶基因在提高水稻产量和品质方面的作用,进一步解析miRNA在水稻中的调控机制提供参考.     

番茄中与致病密切相关miRNA的挖掘及特性分析

MicroRNAs(miRNAs)是一类在真核生物体内普遍存在的、长度约22nt的内源性非编码小分子RNA, 它通过与靶mRNA的结合参与多种基因的表达调控。番茄作为一种重要的模式植物, 其miRNA的研究近年来也取得了较大的进展。文章通过搜集已报道的文献和miRBase, 找到番茄中34个miRNA的表达与致病相关, 采用生物信息学方法预测它们的靶基因, 利用Cytoscope软件构建miRNA及其靶基因的调控网络。从中筛选出13个与致病密切相关的miRNA, 根据各miRNA之间关联性的大小及其与致病相关靶基因的多少, 进一步选出miR169、miR482、miR5300、miR6024、miR6026和miR6027, 并对其进行了靶基因功能分析、启动子分析及实时定量PCR验证, 为全面深入研究miRNA的作用机制奠定了基础。     

植物逆境胁迫相关miRNA研究进展

MicroRNAs(mi RNAs)是一类内源性小分子的非编码RNA,它通过对其靶基因mRNA的降解或抑制翻译来调控基因表达,进而参与调控植物相关生理活动。在逆境胁迫下,植物中的一些miRNA通过迅速表达并作用于某些与逆境相关的基因,以启动植物的某些抗逆信号系统,进而提高植物对不良环境的适应能力。就miRNA的产生、作用方式、研究方法及其在植物在逆境胁迫中的抗逆作用机制研究进行了综述,并对植物miRNA的研究发展趋势进行了展望。     

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。     

甘蔗耐寒相关miRNA的生物信息学分析及其靶基因预测

为了解不同基因型甘蔗(Saccharum officinarum)响应低温胁迫的分子机制,该研究以低温胁迫4 ℃处理 24 h 后的3个不同耐寒性甘蔗品种的叶片为材料进行Illumina HiSeqTM 2000 高通量测序,构建了18个低温胁迫前后sRNA文库。结果表明:(1)共获得分属于84个家族的322个已知miRNA及预测得到110个新miRNA,并在已知miRNA中筛选出100个差异表达miRNA(61个上调,39个下调),新miRNA中筛选出37个差异表达 miRNA(15个上调, 22个下调)。(2)利用psRNATarget、TargetFinder、Tapirhybrid软件对所获得的差异表达miRNA进行靶基因预测,得到1 844个靶基因并进行GO分析揭示其主要功能类别,即分子功能、细胞组分与生物过程。(3)为验证高通量测序数据的可靠性,筛选14个miRNA及其靶基因进行qRT-PCR验证,结果显示这些miRNA均被检测发现且大多表达结果与测序结果一致。(4)鉴定出部分差异表达miRNA的靶基因,这些基因参与植物生长、发育及低温胁迫反应。综上认为,耐寒型甘蔗体内miRNA直接或间接作用靶基因实现表达调控相关代谢途径,对其重要农艺性状均起着关键的调控作用。     

microRNA172参与植物生长发育及逆境响应的研究进展

microRNA(miRNA)是一类长约20~25个核苷酸的非编码小分子RNA,通过和靶基因mRNA上的一些特定序列结合,诱导靶基因mRNA被剪切或抑制其翻译,从而在转录后水平调控植物的生长发育和对逆境的响应。microR172(miR172)是植物中一个保守的miRNA家族,通过靶向调控AP2和AP2-Like基因在植物发育和环境适应中发挥着不可或缺的作用。已有的研究表明,miR172及其靶基因不仅在植物的时序转换中是一个关键调控因子,也在花器官发育、土豆块茎形成、豆科结瘤和逆境响应等过程中发挥着重要调控作用。现将重点阐述这个明星miRNA在植物生长发育及对环境因子应答过程中的研究进展,以期为深入解析miR172靶基因的作用机理和分子调控网络提供参考。     

植物microRNA的生物信息学预测与分析

microRNAs(miRNAs)是一类广泛存在于真核生物中调控基因转录后表达的非编码小分子RNA。大量研究表明,miRNA在调节多种生物途径中起着重要的作用,采用生物信息学方法预测与分析miRNA是当前发现和鉴定植物miRNA的重要策略之一。研究内容总结了生物信息学预测植物miRNA及其靶基因的方法策略,阐述了生物信息学在植物miRNA研究中的重要作用,为今后的研究奠定了基础。     

病毒microRNA研究进展

microRNA(miRNA)是一类存在于多细胞生物中长约21-24nt的非编码RNA分子,它们与靶mRNA分子互补结合抑制蛋白翻译或导致mRNA降解,从而调控靶基因表达。miRNA已被证实在多种代谢途径中发挥重要作用,调节包括细胞分化和分裂、细胞凋亡及癌症发生在内的多个细胞过程。利用生物信息学以及分子克隆的方法在线虫、哺乳动物以及植物中已发现超过4000条miRNA。最近在病毒中也发现有miRNA基因存在,通过对病毒miRNA靶基因的预测,推测其在病毒复制过程中发挥重要的调控作用。目前病毒编码的miRNA分子的特点、转录机制、功能、进化保守性以及病毒与宿主miRNA的关系都已有一定的了解。对于病毒相关miRNA研究的深入,必将对认识病毒-宿主相互作用以及相关疾病的治疗带来新的启示。     

一种新的植物miRNA体内下调表达系统

MicroRNA(miRNA)是一种内源性的21到24个核苷酸长度的小分子RNA,在植物发育过程中起重要作用。旨在建立一种新的植物miRNA下调表达系统,为miRNA的功能研究提供有力的工具。不同于原有target mimicry的构建方法,以miRNA核心序列为基础,通过设计特定DNA引物,利用聚合酶链式反应(PCR)获得多拷贝的靶基因类似序列(Target mimicry or target mimics),构建target mimicry载体,转化拟南芥。通过qRT-PCR验证miRNA靶基因在转基因植株中的表达。以拟南芥6个保守miRNA为基础,获得了各个miRNA下调表达转基因株系,在转基因植株中检测miRNA靶基因的表达,与野生型相比差异明显,均发生了明显的上调。我们基于一种新的target mimicry的载体构建方法,成功建立了一种在植物中具有普遍适用性的高效miRNA低表达系统。     

Argonaute蛋白质在miRNA基因调控中的作用

miRNA(microRNA)是一类长约22 nt,具有调控功能的内源性非编码小RNA。成熟miRNA由RNA聚合酶II/III转录的初级转录物经过一系列酶剪切加工产生,最终与Argonaute蛋白质等复合为沉默效应复合物(RNA-induced silencing complex,RISC)。miRNA通过与靶基因完全或部分序列互补配对,指导RISC对靶基因进行降解或翻译抑制。Argonaute作为RISC的主要效应蛋白,在miRNA的生成及靶基因的调控过程中起着重要作用。该文综述了Argonaute在miRNA介导的基因调控中的作用,以期有助于miRNA调控网络的研究及机制的阐释。     

植物激素相关microRNA研究进展

microRNA（miRNA）是22nt左右的非编码RNA,主要在转录后水平调节基因的活性。miRNA通过与靶基因的互补位点结合从而降解靶基因mRNA或抑制其翻译。近年的研究发现,miRNA在植物生长发育中发挥着重要的调控作用。目前已知一些miRNA参与植物激素信号途径的切入点,这为我们了解miRNA和植物激素在植物发育中的作用提供了新思路。本文综述了miRNA参与植物激素信号应答及生物合成的研究进展,并对一些miINA在植物激素信号应答中可能的作用进行了讨论。     

果蝇MicroRNA研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类大小约20~24个碱基的单链小分子非编码RNA,能够通过与靶mRNA特异性的碱基互补配对,引起靶mRNA的降解或者抑制其翻译,从而对基因进行转录后表达调控。miRNA广泛存在于动物、植物、细菌、病毒等多种生物物种中,并参与了发育调控、细胞凋亡、肿瘤发生、病原体感染等多种生物学进程。近年来对果蝇miRNA进行了鉴定与深入研究,miRNA几乎参与了果蝇生命过程中的所有重要环节,本文对果蝇miRNA的结构、作用机制及其生物学功能等研究进展进行了综述。     

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.     

miRNA的生物形成及调控基因表达机制

微RNA(microRNA,miRNA)通过调节靶基因的表达水平影响细胞分化、增殖、凋亡等特性,在生物的生长发育和疾病发生发展中发挥重要的作用。将miRNA用于基因功能研究,药物靶点验证,基因治疗等领域有非常好的前景。揭示miRNA的生成和加工过程以及miRNA调节靶基因基因表达水平的作用机制对于阐述miRNA在生理病理过程中的作用有重要意义。因此,本文对miRNA的发生,成熟以及作用机制的研究进展作综述。     

药用植物microRNA研究现状与展望

microRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子,通过切割靶mRNA和抑制mRNA翻译,可在动植物中发挥重要的调控作用。自2002年首次出现植物mi RNA的报道后,植物miRNA的研究迅速成为植物分子生物学领域的研究热点。综述了植物miRNA的生物形成途径和作用机制,重点概述了药用植物中miRNA的研究现状,并对该领域未来的研究方向进行展望,以期为今后药用植物中miRNA的研究提供参考。     

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。