植物中phasiRNA研究进展

植物phasiRNA(phased,secondary,small interfering RNA)是一类内源性的、起调控作用的非编码小RNA(sRNA),它在植物的生长、发育、生殖以及抗病中发挥着重要作用。PhasiRNA初级转录本由Pol Ⅱ(RNA polymerase II)转录,随后miRNA(microRNA)引导AGO蛋白对phasi RNA初级转录本上的靶位点进行剪切,剪切后的phasiRNA前体片段(剪切位点的上游或下游片段)继而被RDR6(RNA-dependent RNA polymerases 6)复制成双链RNA,双链RNA被DCL4切割成一系列首尾相接,具有一定相位的21-nt或24-nt的小RNA,即phasiRNA。成熟的phasiRNA与AGO蛋白组装成沉默复合体,作用于靶基因,发挥转录后调控的功能。该文对植物phasiRNA的生物合成通路、生物学功能及其进化进行综述。     

植物snoRNA

植物体含有的小分子核仁RNA(small nucleolar RNA,snoRNA)是一类典型的非编码RNA,参与rRNA的加工与修饰.该文就植物snoRNA的结构、功能、生物合成与调控研究进展作介绍.     

植物核仁小分子RNA的研究进展

20世纪60年代末Weinberg等在哺乳动物中发现了第一个核仁小分子RNA(small nucleolar RNA,snoRNA)U3,在这一领域的研究特别是在20世纪90年代以来,陆续发现许多新的核仁小分子RNA。近几年对动物、酵母和植物方面snoRNA的研究进展,使人们大大地加深了对于rRNA加工和转录以及一系列生物调控过程和机制的认识,正如Smith和Steitz所说的那样：“核仁中sno风暴”引起生物界极大的震动。本文重点介绍植物snoRNA的研究。     

植物小分子RNA研究进展

植物体内存在多种不同类型的小分子RNA(small RNA,sRNA),在调节植物生长发育、抑制转座子活性和抵御逆境等过程中发挥着重要的作用。近年来,人们在sRNA的产生机制、效应复合物的形成和对靶基因的调控方式及其生物学功能等方面的研究取得了很大进展。该文对这些进展作简要介绍。     

RNA激活效应研究

RNAa(RNA activation)即RNA激活效应,是指某些小分子非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)在转录水平上激活基因表达的现象,这种发挥激活作用的小RNA分子又叫激活小RNA(small activating RNA,saRNA)。saRNA与干扰小RNA(small interfer-ing RNA,siRNA)同属小分子双链非编码RNA家族,既有相似的分子特征,在靶序列、作用动力学和调控方式等方面又有显著差别。虽然RNAa的作用机制尚未完全明了,但其在肿瘤治疗中的应用前景吸引了人们的关注。本文就RNAa近年的研究进展进行了简要综述。     

Identification of m RNA-like non-coding RNAs and validation of a mighty one named MAR in Panax ginseng

Increasing evidence suggests that long non-coding RNAs(lnc RNAs) play significant roles in plants.However,little is known about lnc RNAs in Panax ginseng C.A.Meyer,an economically significant medicinal plant species.A total of3,688 m RNA-like non-coding RNAs(mlnc RNAs),a class of lnc RNAs,were identified in P.ginseng.Approximately 40% of the identified mlnc RNAs were processed into small RNAs,implying their regulatory roles via small RNA-mediated mechanisms.Eleven mi RNA-generating mlnc RNAs also produced si RNAs,suggesting the coordinated production of mi RNAs and si RNAs in P.ginseng.The mlnc RNA-derived small RNAs might be 21-,22-,or 24-nt phased and could be generated from both or only one strand of mlnc RNAs,or from super long hairpin structures.A full-length mlnc RNA,termed MAR(multiple-function-associated mlnc RNA),was cloned.It generated the most abundant si RNAs.The MAR si RNAs were Researchpredominantly 24-nt and some of them were distributed in a phased pattern.A total of 228 targets were predicted for 71 MAR si RNAs.Degradome sequencing validated 68 predicted targets involved in diverse metabolic pathways,suggesting the significance of MAR in P.ginseng.Consistently,MAR was detected in all tissues analyzed and responded to methyl jasmonate(Me JA) treatment.It sheds light on the function of mlncRNAs in plants.     

sRNA的研究概述及其在小麦赤霉病防治中的应用展望

赤霉病是小麦中最难攻克的真菌性病害之一,不仅能够引起小麦减产,而且会造成DON毒素污染,目前小麦赤霉病的防控仍面临瓶颈。近年来,植物小分子非编码RNA(small noncoding RNA, sRNA)在植物抗病中的作用引起了广泛的关注。sRNA以其分子量小、可移动、靶向更精准等特点,理论上可以作为生物防治赤霉病制剂的主要成分。阐述了sRNA在植物抗病中的研究进展以及利用sRNA特异、高效防治赤霉病的可行性,以期为赤霉病的防治提供新策略。     

Small RNAs in pollen

In plants, each pollen mother cell undergoes two rounds of cell divisions to form a mature pollen grain, which contains a vegetative cell(VC) and two sperm cells(SC). As a companion cell, the VC carries the SCs to an ovule by germinating a pollen tube. In-depth sequencing analyses of mature pollen showed that micro RNAs(mi RNAs) and short interfering RNAs(si RNAs) are present in both the VC and SCs. Additionally, epigenetically-regulated transposable elements(TEs) are reactivated in the VC and these TE m RNAs are further processed into 21-nt epigenetically reactivated si RNA(easiR NA) in SCs, which prevent 24-nt si RNA accumulation and sequester mi RNA loading. Small RNAs are thought to move from the VC to SCs, where they regulate gene expression and reinforce TE silencing. Here, we summarize current knowledge of the biogenesis and function of mi RNAs, si RNAs, and easi RNAs in pollen, emphasizing how these different small RNAs coordinately contribute to sperm cell formation and TE silencing.     

Extensive profiling of the expressions of tRNAs and tRNA-derived fragments (tRFs) reveals the complexities of tRNA and tRF populations in plants

Evidence is emerging that t RNA-derived fragments(t RFs) are regulatory molecules. Studies of t RFs in plants have been based on conventional small RNA sequencing, and focused on profiling of t RF-5 and t RF-3 species. A more comprehensive and quantitative analysis of the entire t RF population is highly necessary. Here, we employ t RNA-seq and YAMAT-seq, and develop a bioinformatics tool to comprehensively profile the expressions of t RNAs and t RFs in plants. We show that in Arabidopsis,approximately half of t RNA genes are extremely weakly expressed, accounting for only 1% of total t RNA abundance, while～12% of t RNA genes contribute to ～80% of t RNA abundance. Our t RNA sequencings in various plants reveal that t RNA expression profiles exhibit a cross-species conserved pattern. By characterizing the composition of a highly heterogeneous t RF population, we show that t RNA halves and previously unnoticed 10–16-nt tiny t RFs represent substantial portions. The highly accumulated 13-nt and 16-nt tiny t RFs in Arabidopsis indicate that tiny t RFs are not random t RNA degradation products. Finally,we provide a user-friendly database for displaying the dynamic spatiotemporal expressions of t RNAs and t RFs in the model plants Arabidopsis and rice.     

RdDM途径中的重要蛋白质

异染色质siRNAs通过RNA指导的DNA甲基化(RdDM)途径在胞嘧啶甲基化过程中扮演重要角色。RdDM是沉默转座子和重复序列的重要表观遗传修饰。RdDM主要包括4个过程:24-nt siRNAs的产生、支架RNA(scaffold RNA)的合成、沉默复合体到沉默位点的募集和DNA甲基化。在拟南芥中已经发现了一系列参与这4个过程的蛋白质。通过介绍RdDM途径中的重要蛋白质,说明RdDM途径及其在植物体内的主要功能,重点论述了最新报道的作用机制和新RdDM组分在该途径中的作用。     

植物小分子RNA整合分析软件psRobot开发完成

植物小分子RNA,主要包括microRNA和小干扰RNA,在基因的转录和转录后调控过程中具有重要作用。第二代测序技术的逐渐成熟和广泛应用极大地推动了小分子RNA相关研究的发展,对不同组织和材料中的小分子RNA进行深度测序已成为研究小分子RNA的常规手段。因此,针对这些数据的生物信息学分析成为了研究者们面临的日益突出     

Argonaute蛋白与小RNA的作用机制

RNA干扰(RNA interference, RNAi)是在植物、动物、线虫、真菌以及昆虫等生物体中普遍存在的通过双链RNA(double strand RNA, dsRNA)诱导的抑制同源基因表达的一种保守的调控机制.小分子RNA通过特异性地识别结合RNA诱导的沉默复合体（RNA-induced silencing complex, RISC）对目标mRNA的表达在转录和翻译水平进行抑制.作为RISC的重要组成成分,Argonaute蛋白（Ago）发挥了至关重要的作用.为了进一步阐明Ago蛋白在RNA干扰中对小分子RNA的作用机制,本文介绍了Ago蛋白的结构、分类及其在RNA干扰机制中的作用,并着重阐述了目前已知的植物Ago蛋白对小分子RNA的几种作用机制,以及目前研究发现的Ago蛋白的功能作用,从而更进一步证实Ago蛋白对小分子RNA的作用是一个复杂的过程.     

小RNA与蛋白质的相互作用

小分子调控RNA,包括siRNA（small interfering RNA）、miRNA（microRNA）和piRNA（piwiinteracting RNA）、hsRNA（heterochromatin associatedsmall RNA）等,是当前生命科学研究的前沿热点。越来越多的证据表明,这些小分子RNA存在于几乎所有较高等的真核生物细胞中,对生物体具有非常重要的调控功能。它们通过各种序列特异性的RNA基因沉默作用,包括RNA干扰（RNAi）、翻译抑制、异染色质形成等,调控诸如生长发育、应激反应、沉默转座子等各种各样的细胞进程。随着对这些小分子调控RNA的发现,一些RNascⅢ酶家族成员、Argonaute蛋白质家族成员及RNA结合蛋白质等先后被鉴定为小RNA的胞内蛋白质合作者,参与小RNA的加工成熟和在细胞内行使功能。本综述简介一些RNA沉默作用途径中重要组分的结构和功能的研究进展。     

兰科植物microRNA的研究进展

microRNA (miRNA)是一类广泛存在的非编码小分子RNA,在植物的生长发育和应激反应等过程中起到重要的调控作用.本文从miRNA在植物中的作用机制出发,对近10年来兰科植物各属miRNA的鉴定、几类miRNA的具体功能及miRNA的其他相关技术研究进行综述,以期为兰科植物小分子RNA的功能作用及调控网络解析提...     

拟南芥六个新的small RNAs 的克隆和功能预测

以模式植物拟南芥为例, 建立了一种克隆small RNA 分子的技术平台, 为今后开展small RNA 分子的生物学功能研究提供技术支撑。通过用抗病信号分子水杨酸(SA) 处理拟南芥叶片后, 进行small RNA 分子群体的分离与接头连接、PCR 扩增、T - 载体克隆与检测、测序分析和生物信息学分析等一系列实验, 成功地克隆了一些small RNAs, 并对其表达和功能进行了分析。     

小RNA分子研究进展

在过去很长的一段时间内,RNA始终没有得到科学家足够的重视,直到非编码性小RNA（non—coding small RNA）的出现,使得研究者对RNA功能的传统观念发生了惊人的改变。生命体内存在着大量的miRNA、siRNA与piRNA,它们在不同水平上调节着基因的表达,影响生命活动。另外一些较长的非编码RNA广泛地参与到细胞内不同的生化过程中。发挥重要作用。随着小分子RNA的发现至今,RNA的研究领域进入炙手可热的状态,RNAi的机制在一步步被完善与深化．更多新类型的小分子RNA被发现。在应用方面,siRNA已经成为分子生物学实验中一种简单而有效的基因沉默工具,并且在人类疾病治疗方面初有成效。     

拟南芥六个新的small RNAs的克隆和功能预测

以模式植物拟南芥为例,建立了一种克隆small RNA分子的技术平台,为今后开展small RNA分子的生物学功能研究提供技术支撑.通过用抗病信号分子水杨酸(SA)处理拟南芥叶片后,进行small RNA分子群体的分离与接头连接、PCR扩增、T-载体克隆与检测、测序分析和生物信息学分析等一系列实验,成功地克隆了一些small RNAs.并对其表达和功能进行了分析.     

油菜油份积累及胚胎发育相关small RNA的研究进展

越来越多的证据表明miRNA与siRNA这些小分子RNA在植物的生长发育和种子形成等过程中起着重要的调控作用。但目前在油料作物油菜中关于小分子RNA的研究还很少,尤其关于miRNA与siRNA在油菜胚胎发育过程和种子油份积累中表达与功能的研究更少。