miRNA响应印度梨形孢定殖调控大麦生长发育的作用机制

【背景】内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)定殖植物可以显著促进植物生长发育。miRNA已被证实在植物体的生长发育中具有调控作用。【目的】揭示印度梨形孢定殖大麦促进大麦生长发育过程中miRNA对印度梨形孢定殖的响应及对大麦生长发育的调控作用。【方法】提取大麦总RNA,实施转录组测序并进行序列比对与数据挖掘;使用高效液相色谱检测大麦生长素等激素水平变化。【结果】印度梨形孢对大麦有显著促生作用;全转录组测序结果显示：印度梨形孢侵染3 d较空白对照有18个差异表达的miRNA,其中11个miRNA上调、7个miRNA下调;侵染7 d与空白对照相比24个差异表达的miRNA,其中11个miRNA上调、13个miRNA下调;侵染3 d与侵染7 d相比有3个miRNA上调、6个miRNA下调。GO功能富集分析与KEGG通路分析显示,差异表达miRNA的靶基因主要参与转录、细胞分裂、生长素信号的感知和转导、光合作用和激素刺激响应。靶基因所参与的途径与大麦生长发育密切相关,暗示miRNA对印度梨形孢定殖过程做出了积极响应。代谢产物分析表明miRNA参与的调控路径的代谢产物发生改变。【结论】本研究以miRNA为入手点,探究了miRNA对大麦生长发育的调控机制,为揭示印度梨形孢的促生机制提供了新的研究方向。     

微丝骨架调控植物免疫机制的研究进展

植物病害是威胁农业生产的重要因素之一,会造成严重的粮食安全问题以及经济损失.植物对病原微生物的抵抗依赖于自身的先天免疫系统(plant innate immunity),主要包括分子模式触发免疫(pattern-triggered immunity, PTI)和效应因子触发免疫(effector-triggered immunity, ETI)两个层次.研究表明,微丝骨架在植物免疫中扮演重要角色,其通过自身动态重排来应对病原微生物的侵染,破坏宿主微丝会显著降低植物的抗病能力.本文重点介绍了植菌互作过程中的微丝骨架动态、参与调控植物免疫的微丝结合蛋白、调控微丝骨架的上游免疫信号以及微丝骨架动态在植物免疫中的生物学功能等的相关研究,并对微丝调控植物免疫的未来研究方向提出了展望.     

独脚金内酯调控植物侧枝发育的分子机制及其与生长素交互作用的研究进展

对独脚金内酯（strigolactones,SLs）调控植物侧枝发育的分子机制及其与生长素相互作用的相关研究结果进行了总结和归纳,在此基础上提出今后的重点研究方向。相关的研究结果显示：在拟南芥[Arabidops~thaliana（Linn．）Heynh．]、豌豆（Pisum sativum Linn．）和水稻（Oryza sativa Linn．）等植物多枝突变体中SLs作为可转导信号参与侧枝发育的分子调控,从这些植物中已克隆获得参与SLs生物合成及信号应答途径的一些基因。作为一种植物激素,SLs在侧枝发育调控网络中与生长素相互作用;腋芽发育与其中生长素的输出密切相关,SLs通过调控芽中生长素的输出间接抑制腋芽发育和侧枝生长,而生长素则在SLs生物合成中起调节作用。     

miRNA介导植物-微生物互作中的调控作用及其研究进展北大核心CSCD

微生物与植物之间存在错综复杂的双向交流和串扰,植物与病原微生物互作直接影响寄主植物的生存状况,而植物和益生微生物互作则有利于宿主的生长和健康,共生微生物也会从中受益。不管是病原微生物还是有益微生物进入植物体内,植物miRNA都会迅速做出响应,同时微生物也可以产生miRNA样RNA(miRNA-likeRNA,milRNA)影响植物健康,可见miRNA(或milRNA)是植物与微生物互作过程中迅速响应的重要媒介分子,其内在机制研究近年来取得了许多进展。文中概述了植物-病原微生物、植物-益生微生物互作中miRNA的调控作用,重点阐述了植物miRNA在植物-病原微生物互作过程中对寄主植物抗病性的调控作用和植物-益生微生物互作过程中对宿主植物生长发育及代谢的调控,以及真菌milRNA对寄主植物的跨界调控作用。     

MicroRNA在植物抵御盐胁迫过程中的作用

盐胁迫是植物生长发育过程中的重要限制因子,可影响植物器官发育、形态建成、信号转导等各个环节,严重时会导致植物死亡。MicroRNA(miRNA)是一类长约19-25 nt的非编码单链RNA分子,越来越多的研究发现,在植物抵御盐胁迫过程中,miRNA可通过参与调控植物种子萌发、器官发育、形态建成、活性氧清除等过程发挥重要作用。对在植物抵御盐胁迫过程中发生响应的miRNA进行综述,旨在为植物耐盐机制研究和植物耐盐分子育种提供参考。     

细菌群体感应淬灭酶的研究进展

细菌的群体感应系统（Quorum sensing,QS）参与许多生物学功能的调控,其中包括动植物病原细菌致病因子的生成以及人类某些病原细菌生物膜的形成。酰基高丝氨酸内酯（N—acylhomoserine laetone,AHL）是调控群体感应系统的关键信号分子。近年的研究表明,不同生物体包括细菌和真核生物中都存在类别不同的能够降解AHL的群体感应淬灭酶（Quorum—quenching enzyme）。在AHL依赖型致病菌和转基因植物中表达AHL降解酶能有效地抑制QS信号分子的积累,从而阻断了病原细菌的发病机制,提高了植物的抗病性。这些新颖的群体感应淬灭酶的发现,不仅为防治细菌侵染提供了可行的途径,也对研究它们在宿主中的功能和对生态系统的潜在影响提出挑战。     

微小RNA在病毒与宿主相互作用中的功能

微小RNA(microRNA,miRNA)是一类长度为22个核苷酸左右的内源性非编码小RNA分子。自1993年最先从秀丽隐杆线虫体内发现miRNA以来,目前为止已有35 000多条miRNA在植物、动物及病毒中被发现。它们作为重要的转录调控因子,参与细胞分化、凋亡、代谢、信号转导、免疫等多种生物学过程。病毒和宿主细胞均可编码miRNA,病毒编码的miRNA可改变宿主内环境,而宿主编码的miRNA则可影响病毒生存。本文就miRNA对病毒与宿主相互作用的调控进行综述。     

水稻白叶枯病菌T3SS基因表达及其调控网络

植物病原细菌III型分泌系统(T3SS)在其毒性表达及与寄主互作中具有重要的功能。水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)hrp基因簇编码了T3SS装置,将毒性效应子蛋白分泌到水稻细胞内,抑制和破坏寄主免疫反应,或诱导感病基因表达,以达到成功侵染的目的。hrp基因表达受到严格调控,在模拟水稻内环境的贫瘠营养培养基中被诱导表达;hrp和效应子基因均受调控蛋白HrpG和Hrp X的调控。此外,hrp基因还受到其它毒性调控网络重要因子的调控,包括双组分调控因子、转录调控因子、DNA/RNA结合蛋白、糖代谢和c-di-GMP信号因子。结合本实验室的研究结果,综述了Xoo T3SS表达调控及其致病机理的研究进展,以期为水稻细菌病害发生机理的解析及其有效防控措施提供一些新见解、思路和途径。     

植物非经典生长素信号转导通路解析

植物激素生长素参与调控植物生长发育的各个过程,包括胚胎发育、器官发生和向性运动等。植物通过协调生长素的合成代谢、极性运输以及信号转导来实现对不同生长发育过程的精准调控。生长素的功能依赖于其信号被感知后经由信号转导通路转换为下游复杂多样的反应。经典的生长素信号转导通路阐明了细胞核内从SCF~(TIR1/AFB)受体到Aux/IAA蛋白的泛素化降解最终通过ARF转录因子调控基因转录的完整生长素响应过程。该核内信号通路揭示了生长素转录调控生长发育的诸多分子机制,但植物生长发育调控过程中仍有许多生长素响应过程无法通过该经典信号通路解析。重点阐述生长素非经典信号通路的调控机制及其对植物生长发育的重要作用,并讨论和展望生长素非经典信号通路研究目前所面临的挑战以及研究前景。     

Alterations in SiRNA and MiRNA Expression Profiles Detected by Deep Sequencing of Transgenic Rice with SiRNA-Mediated Viral Resistance

RNA-mediated gene silencing has been demonstrated to serve as a defensive mechanism against viral pathogens by plants. It is known that specifically expressed endogenous siRNAs and miRNAs are involved in the self-defense process during viral infection. However, research has been rarely devoted to the endogenous siRNA and miRNA expression changes under viral infection if the resistance has already been genetically engineered in plants. Aiming to gain a deeper understanding of the RNA-mediated gene silencing defense process in plants, the expression profiles of siRNAs and miRNAs before and after viral infection in both wild type and transgenic anti-Rice stripe virus (RSV) rice plants were examined by small RNA high-throughput sequencing. Our research confirms that the newly generated siRNAs, which are derived from the engineered inverted repeat construct, is the major contributor of the viral resistance in rice. Further analysis suggests the accuracy of siRNA biogenesis might be affected when siRNAs machinery is excessively used in the transgenic plants. In addition, the expression levels of many known miRNAs are dramatically changed due to RSV infection on both wild type and transgenic rice plants, indicating potential function of those miRNAs involved in plant-virus interacting process.     

MicroRNAs in tomato plants

MicroRNAs (miRNAs) are a specialized class of small silencing RNAs that regulate gene expression in eukaryotes. In plants, miRNAs negatively regulate target mRNAs containing a highly complementary sequence by either mRNA cleavage or translational repression. As a model plant to study fleshy fruit ripening, miRNA studies in tomato have made great progress recently. MiRNAs were predicted to be involved in nearly all biological processes in tomato, particularly development, differentiation, and biotic and abiotic stress responses. Surprisingly, several miRNAs were verified to be involved in tomato fruit ripening and senescence. Recent studies suggest that miRNAs are related to host-virus interactions, which raises the possibility that miRNAs can be used as diagnostic markers for response to virus infection in tomato plants. In this review, we summarize our current knowledge systematically and advance future directions for miRNA research in tomato.     

miRNA调控药用植物生长发育和次生代谢

microRNA(miRNA)作为一类内源性的短链非编码RNA,广泛存在于真核细胞中,主要通过对转录本剪切和抑制翻译等方式,参与转录后基因的表达调控。近年来研究表明,多种药用植物中鉴定出大量的miRNA。这些miRNA对药用植物的生长发育和次生代谢产物合成具有调控功能。次生代谢产物是药用植物的主要有效成分,研究miRNA对药用植物次生代谢过程的调控作用具有十分重要的意义。本文综述了miRNA在植物中的产生途径、作用方式和体内功能,在此基础上重点介绍了miRNA对药用植物生长发育和次生代谢产物生物合成的调控作用,并对药用植物miRNA的研究进行了展望,以期为提高药用植物产量,高效获得药用植物有效成分以及临床应用开拓新的思路。     

植物逆境miRNA研究进展

包括生物和非生物在内的多种逆境胁迫是植物正常生长和作物产量提高的重要限制性因素。植物在长期的进化过程中, 通过诱导表达某些抵御或防卫途径的关键基因来实现对胁迫的响应。研究表明, 逆境胁迫不仅会诱导植物蛋白质编码基因的表达, 也会诱导一些非蛋白质编码基因的表达, 这类非蛋白质编码基因的表达产物在植物的生长、发育和应对逆境胁迫等过程中起到重要的调控作用。miRNA(小分子RNA)就是这类非蛋白质编码基因产物中的重要类群, 研究发现, 多种逆境均会诱导miRNA的产生, 其作用是通过引导目的基因mRNA的降解和阻止翻译过程来调控靶基因, 最终通过形态或生理上的变化达到对逆境的适应。文章主要对植物逆境胁迫下miRNA的研究, 特别是逆境胁迫诱导miRNA的产生、靶基因调控以及miRNA在植物适应逆境胁迫过程中的作用进行了综述, 同时, 文章还对在逆境胁迫下植物miRNA的研究方法进行了初步的探讨。     

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.