番茄青枯病抗性相关miRNA的鉴定与表达分析

为理解番茄（Solanum lycopersicum）青枯病抗性响应miRNA与靶基因间的调控关系,对抗、感番茄自交系接种青枯菌（Ralstonia solanacearum）前后进行小RNA测序。结果在8个样本中共获得112.76 M高质量数据,检测到336个miRNA,包括193个新miRNA。其中,31个差异表达miRNA靶向调节575个基因的表达。556个靶基因被注释到防御反应、植病互作、植物激素信号转导等代谢途径中。启动子除典型的转录起始TATA-box和CAAT-box,及与生物胁迫相关的W-box和TC-rich repeats,还存在激素、光、非生物胁迫、伤等响应元件。RT-qPCR验证发现6对mi RNA-targets具有正-负、负-正和负-负3种番茄青枯病应答模式。这些结果初步揭示miRNA可以通过靶向基因表达响应番茄青枯病。     

miR396基因家族的进化及功能分析

MicroRNA(miRNA)是由约22个核苷酸组成的内源性非编码小分子RNA,广泛存在于真核细胞中,通过与靶基因的互补配对在转录后水平对基因表达进行调控,导致mRNA的降解或翻译抑制。本文通过对目前miRBase中收录的miR396家族进行生物信息学分析发现,该家族在植物界中高度保守,它们可能起源于较为古老的物种,经历长期复杂的进化过程而保留了下来;靶基因预测结果显示生长调控因子GRF为其主要靶标;启动子分析表明, miR396编码基因的上游存在光、温度、激素、厌氧、干旱及病害等胁迫响应相关的顺式作用元件,它们可与转录因子结合,参与多种胁迫应答反应。本文可为全面深入研究miRNA的作用机制奠定基础。     

miR-15a靶基因的预测及生物信息学分析

目的:对目前研究较为广泛的miR-15a的靶基因进行预测及相关生物信息学分析,以期为miR-15a靶基因的实验验证提供数据支持,并为深入研究miR-15a的调控机制及生物学功能奠定基础和提供理论指导。方法:选择TargetScan5.1与PicTar两种计算方法预测miR-15a的靶基因的交集作为分析的基因集合,分别进行GO注释描述、GO富集分析和生物通路富集分析。结果与结论:预测靶基因集合分别富集在转录调控、蛋白质修饰、细胞周期等生物学过程和蛋白激酶活性等分子功能上(P0.01);经典miR-15a预测靶基因集合显著富集于KEGG通路数据库中的Wnt信号通路、细胞周期和p53信号通路等5个信号转导通路及前列腺癌、慢性髓细胞性白血病、黑素瘤等7个疾病通路中(P0.05)。     

人类miRNA上游转录因子及下游靶基因的基因本体分析

目的研究人类miRNA转录因子及靶基因之间的相关关系。方法利用生物信息学方法预测miR-NA的上游转录因子和下游靶基因,并对预测结果做基因本体分析,得到参与各生物学过程及分子功能的比例,用统计学软件PASW做相关性分析。结果人类382个miRNA参与应激、代谢、发育等10个生物学过程和行使转录调控、翻译调控、催化活性等12个分子功能,miRNA上游转录因子之间、下游靶基因之间以及上下游之间存在着广泛的正负相关关系。结论基因在参与生物学过程及行使分子功能的过程中,通过miRNA实现协同作用或隔离效应。     

生物信息学在植物miRNA研究中的应用

植物miRNA的研究已经从小规模实验向大规模计算分析方向发展,生物信息学的应用成为当前植物miRNA研究的热点问题。本文回顾了最近几年生物信息学在植物miRNA研究中取得的最新进展,简要介绍了植物miRNA的形成及其作用方式,重点对植物miRNA的计算识别、靶基因预测、启动子分析方法进行了讨论,并对相关的数据库资源进行了总结,最后展望了该领域研究的发展方向,将为植物miRNA的计算研究提供理论指导。     

番茄响应生物胁迫相关miRNA的研究进展

mi RNA(micro RNA)是一类长约22 nt的非编码小RNA分子,参与植物生长发育和胁迫响应等过程。近年来,通过生物学实验和生物信息学预测两种方法,陆续发现了一些响应病毒、真菌和共生真菌胁迫的番茄mi RNA。这些mi RNA的研究以及ami RNA(artificial mi RNA)技术的应用,将为番茄乃至其他植物病害的防治提供新的契机。     

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。     

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。     

番茄PPR基因家族的鉴定与生物信息学分析

PPR(Pentatricopeptide repeats)基因家族在植物中广泛存在, 其在植物生长发育过程中至关重要。文章采用生物信息学方法, 利用Pfam已鉴定的PPR保守结构域序列检索番茄(Solanum lycopersicum L.)基因组计划注释的蛋白序列, 最终确定了番茄中可能存在的471个PPR编码基因; 根据拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)中鉴定的各个结构域的特点对其进行了蛋白结构分析、分类和保守序列分析, 并对番茄PPR基因家族进行了系统进化树构建、染色体定位、亚细胞定位预测、表达和GO分析等。结果表明：番茄PPR基因家族分为P和PLS两个亚家族, 各占序列数目的一半, PLS亚家族又分为PLS、E、E+和DYW四类, 且在进化树中形成不同的分支; 各个结构域在植物中非常保守; PPR基因家族分布在番茄12条染色体上, 且多数无内含子结构; 大部分PPR蛋白具有线粒体或叶绿体定位序列, GO分析表明PPR蛋白参与RNA相关的生物学过程     

Developmental regulation of two tomato lipoxygenase promoters in transgenic tobacco and tomato

Two lipoxygenase (LOX) genes (tomloxA and tomloxB) are expressed in ripening tomato fruit, and tomloxA is also expressed in germinating seedlings [12]. The 5'-upstream regions of these genes were isolated to study the regulatory elements involved in coordinating tomlox gene expression. Sequence analysis of the promoters did not reveal any previously characterized regulatory elements except for TATA and CAAT boxes. However, the sequence motif GATAcAnnAAtnTGATG was found in both promoters. Chimeric gene fusions of each tomlox promoter with the -glucuronidase reporter gene (gus) were introduced into tobacco and tomato plants via Agrobacterium-mediated transformation. GUS activity in tomloxA-gus plants during seed germination peaked at day 5 and was enhanced by methyl jasmonate (MeJa) treatment. No GUS activity was detected in tomloxB-gus seedlings. Neither wounding nor abscisic acid (ABA) treatment of transgenic seedlings modified the activity of either promoter. During fruit development, GUS expression in tomloxA-gus tobacco fruit increased 5 days after anthesis (DAA) and peaked at 20 DAA. In tomloxB-gus tobacco fruit, GUS activity increased at 10 DAA and peaked at 20 DAA. In transgenic tomato fruit, tomloxA-gus expression was localized to the outer pericarp during fruit ripening, while tomloxB-gus expression was localized in the outer pericarp and columella. These data demonstrate that the promoter regions used in these experiments contain cis-acting regulatory elements required for proper regulation of tomlox expression during development and for MeJa-responsiveness.     

计算识别microRNA及其靶基因

小RNA的发现为基因调控系统研究提供了新的方向。在多数物种中已经发现了大量的小RNA。这一领域已经成为了近来研究的热点,在研究起始阶段,计算学方法已经成为实验研究中不可或缺的工具,许多发现是由生物学实验与计算学方法共同合作来完成的。在这篇综述中,我们总结了前人关于小RNA及其靶基因识别的理论知识。最后,讨论了关于预测小RNA及其靶基因的计算学方法和相关软件。     

昆虫miRNA研究进展

微小RNA(microRNA,miRNA)广泛存在于不同的生物体内,是一类长度为19～24 nt的内源性单链非编码小RNA,主要通过其种子区域与靶基因的开放阅读框(open reading frame,ORF)和3'非翻译区(untranslated region,UTR)进行结合,进而在转录后水平调控基因表达,miR...     

玉米纹枯病抗性相关miRNA的鉴定与功能分析

MicroRNA (miRNA)是一类内源性非编码小分子RNA,通过指导剪切或者抑制翻译等方式调节植物基因的表达,参与调控植物的生长发育,并在多种非生物与生物胁迫响应中发挥重要作用. 但目前关于玉米纹枯病抗性相关miRNA表达调节与功能尚不十分清楚. 本研究结合直接克隆法与生物信息学分析,鉴定玉米纹枯病抗性相关9个新的玉米miRNA和已知的zma-miR168a、zma-miR168a*;WMD 3软件进行靶基因预测显示,共获得靶基因总数34个,靶基因功能主要涉及玉米的抗氧化胁迫机制、自身反馈调节、转录调控途径、抗病相关代谢途径以及毒物转运外排等调控过程;实时定量PCR检测miRNA显示,耐感纹枯病材料R15和Ye478叶片和叶鞘中共有9个miRNA受纹枯病感染诱导发生特异性差异表达. 本研究结果提示,玉米纹枯病抗性相关 miRNA介导的玉米对纹枯病诱导产生可能的抗病途径构成了玉米抗纹枯病侵染复杂的防御机制.     

A gene silencing of V‐ATPase subunit A interferes with survival and development of the tomato leafminer,Tuta absoluta

RNA interference (RNAi) technology is not only considered as a tool to analyze gene function, but it is also potentially considered as a strategy to develop novel biopesticide. In the current study, a double‐stranded RNA specific to v‐ATPase subunit A of the tomato leafminer, Tuta absoluta (Meyrick; Lepidoptera: Gelechiidae), was orally administered. A gradual decrease in the expression of the gene was observed from Day 1 to 3 and resulted in significant larval mortality. These results suggest that v‐ATPases A can be considered as a promising target gene by RNAi technology to be used in the management of the tomato leafminer.