药用植物miRNA调控次生代谢的研究进展

miRNA是一类长度为20~25 nt的内源性非编码小分子单链RNA,对药用植物的生长发育、次生代谢、生物胁迫、非生物胁迫等具有重要的调控作用。次生代谢产物是药用植物的主要活性成分,目前从药用植物中鉴定出多种miRNA对次生代谢生物合成、上游信号转导具有调控功能。本文综述了近年来药用植物miRNA调控次生代谢的研究情况,既为培育优质高产的中药材积累基础研究资料,也为药用植物的临床应用开拓思路。     

MicroRNA与药用植物

MicroRNA（miRNA）是一类长度约为19～25个核苷酸的内源性非编码小分子单链RNA,对植物生长发育、次生代谢产物的生物合成以及抗逆性等有重要作用.近年来关于植物中miRNA的研究进展异常迅速,尤其是药用植物,目前已从一些药用植物中鉴定出miRNA,并分析了其在药用植物中的调控作用,这对药用植物的研究具有重要意义.本文综述了miRNA在植物中的产生途径、作用机制,同时重点介绍了miRNA在药用植物中的研究情况,使人们对药用植物中miRNA有更深的认识,为药用植物研究拓展新思路.     

探讨组蛋白甲基化修饰在次生代谢产物调控中的作用

组蛋白甲基化是表观遗传调节模式中一种重要修饰方式,易受环境影响,对调控次生代谢产物生物合成具有一定作用。本文论述了组蛋白甲基化修饰的基本概念与转录调控机制,探讨了其通过不同方式调控次生代谢产物的生物合成,同时也阐明了组蛋白甲基化与其他组蛋白修饰协同调控次生代谢产物合成,旨在为构建以组蛋白甲基化为切入点,以转录调控为桥梁,以次生代谢产物为重点的药用植物次生代谢产物形成分子机制研究平台提供理论依据。     

药用植物生长发育与有效成分积累关系研究进展

药用植物有效成分是其发挥临床疗效的物质基础, 也是评价药材质量的重要指标, 而这些有效成分的产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性。明确药用植物主要药用成分在植物不同生长发育阶段的积累变化规律和形成机制, 对中药品质与临床疗效有重要的指导意义。该文主要概述了不同发育阶段对药用植物不同药用部位(根、茎、叶、花、果实和种子)中有效成分积累的影响, 并对药用植物次生代谢产物合成和积累机制的相关研究技术进行了展望, 为生产实践上调控药用植物次生物质合成、药用植物的合理利用以及提高中药材品质奠定了理论基础。     

Ri质粒介导的毛状根体系建立及其在植物次生代谢产物合成中的研究进展

发根农杆菌Ri质粒可诱导植物产生毛状根体系,该体系具有遗传性状稳定且增殖速度快的特点,可用于药用植物次生代谢产物的生产研究,为利用生物反应器技术进行药用植物有效成分工业化水平的发酵培养开辟了新途径。本文主要综述了发根农杆菌Ri质粒介导的植物毛状根体系遗传转化机理,并对毛状根体系在药用植物次生代谢产物生产中的研究现状进行了深入分析,为从基因水平上调控植物次生代谢产物的合成提供新思路。     

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。     

园林植物microRNA研究进展

microRNA(miRNA)是一种长度为19-24个核苷酸的内源性非编码小RNA,它能够在转录后水平通过剪切、翻译抑制和DNA甲基化3种作用方式负调控目标基因,广泛存在于植物器官中,对植物的生长发育和响应环境刺激具有重要的调控作用。目前在园林植物中关于miRNA的研究还相对较少,但也取得了一定的成果。已有的研究表明,miRNA不仅能够参与园林植物胚胎发育、叶片发育、分枝发育、花发育、果实发育以及发育时序的转变等生长发育过程;而且对园林植物的次级代谢及信号转导具有一定的调控作用,其靶基因通常为一些与次级代谢产物相关的信号分子。除此以外,许多miRNA在园林植物感受生物及非生物逆境胁迫并产生适应性的过程中也发挥重要作用。因此,综述了植物miRNA的生物合成和作用机制,重点介绍了miRNA在园林植物生长发育、次级代谢及信号转导及逆境胁迫等方面的生物学功能,以期为园林植物中miRNA的深入研究提供一定的借鉴和参考。     

药用植物次生代谢的生物学作用及生态环境因子的影响

药用植物的很多有效成分为植物的次生代谢产物,包括生物碱、萜类、酚类、甙类等。这些次生代谢产物在植物的生理调节、自身保护、生存竞争、协调与环境关系等生命活动的许多方面均起着重要作用。各种生态环境因素包括光、温度、土壤、空气以及生物因素均影响到药用植物的次生代谢过程。对药用植物次生代谢成分与生态环境因素的关系进行研究有利于揭示药用植物药用有效成分地域性差异的原因,可为药用植物的育种、栽培提供理论依据。     

bZIP转录因子调控植物次生代谢产物生物合成的研究进展

植物次生代谢产物是通过次生代谢产生的一类小分子有机化合物,是植物适应环境的表现,次生代谢产物也是重要药物和化工原料的来源。bZIP转录因子是普遍存在于真核生物中的一类多基因家族,可有效调控植物次生代谢产物的生物合成。本文概述了植物bZIP转录因子的结构和类型,重点阐述了bZIP转录因子调控萜类、黄酮类和生物碱等植物次生代谢产物生物合成的研究进展,并对研究前景进行了展望。深入探讨bZIP转录因子的调控机制,有助于利用基因工程技术优化植物次生代谢途径,提高次生代谢产物的含量,在新药创制、工农业生产等方面具有广泛的应用前景。     

药用植物微生物组及其与药用植物次生代谢产物的关系

药用植物是中药的原料,是中药产业的源头,其生长发育受遗传和环境等诸多因素的影响。以往研究强调植物基因型及生态因子对药用植物产量和品质的影响。近几年,随着人类微生物组研究的推进,植物微生物组作为植物整体的重要组成部分在药用植物的生长发育、品质形成甚至药效等方面的作用也日益受到重视,有关植物微生物组的多样性,微生物组在植物生长发育中的作用已有较详细的综述,而有关药用植物微生物组及其与药用植物次生代谢产物间关系的综述较少。本文重点总结了自2010年以来药用植物微生物组的研究进展,包括药用植物微生物组物种组成、功能及其与药用植物次生代谢产物产生的关系等,并对其在药用植物提质增效及其生态种植中的潜在应用进行了展望。     

microRNA参与植物次生代谢与非生物胁迫的调控

微RNA(microRNA,miRNA)为广泛存在于真核生物中的约16 ～ 29个核苷酸长度的内源非编码单链RNA分子,在植物中参与细胞增殖、分化、代谢、器官形成以及抵御盐、温度、干旱、重金属胁迫等方面的调节.植物miRNA主要通过对靶基因降解或抑制靶基因的表达,影响植物的生长发育.目前对miRNA的产生与调控方式的研...     

CARPEL FACTORY,a Dicer homolog,and HEN1, a novel protein,act in microRNA metabolism in Arabidopsis thaliana

BACKGROUND: In metazoans, microRNAs, or miRNAs, constitute a growing family of small regulatory RNAs that are usually 19-25 nucleotides in length. They are processed from longer precursor RNAs that fold into stem-loop structures by the ribonuclease Dicer and are thought to regulate gene expression by base pairing with RNAs of protein-coding genes. In Arabidopsis thaliana, mutations in CARPEL FACTORY (CAF), a Dicer homolog, and those in a novel gene, HEN1, result in similar, multifaceted developmental defects, suggesting a similar function of the two genes, possibly in miRNA metabolism.RESULTS: To investigate the potential functions of CAF and HEN1 in miRNA metabolism, we aimed to isolate miRNAs from Arabidopsis and examine their accumulation during plant development in wild-type plants and in hen1-1 and caf-1 mutant plants. We have isolated 11 miRNAs, some of which have potential homologs in tobacco, rice, and maize. The putative precursors of these miRNAs have the capacity to form stable stem-loop structures. The accumulation of these miRNAs appears to be spatially or temporally controlled in plant development, and their abundance is greatly reduced in caf-1 and hen1-1 mutants. HEN1 homologs are found in bacterial, fungal, and metazoan genomes.CONCLUSIONS: miRNAs are present in both plant and animal kingdoms. An evolutionarily conserved mechanism involving a protein, known as Dicer in animals and CAF in Arabidopsis, operates in miRNA metabolism. HEN1 is a new player in miRNA accumulation in Arabidopsis, and HEN1 homologs in metazoans may have a similar function. The developmental defects associated with caf-1 and hen1-1 mutations and the patterns of miRNA accumulation suggest that miRNAs play fundamental roles in plant development.     

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...     

Roles of microRNA in plant defense and virus offense interaction

MicroRNAs (miRNA) that are around 22 nucleotides long non-protein-coding RNAs, play key regulatory roles in plants. Recent research findings show that miRNAs are involved in plant defense and viral offense systems. Advances in understanding the mechanism of miRNA biogenesis and evolution are useful for elucidating the complicated roles they play in viral infection networks. In this paper a brief summary of evolution of plant anti-virus defense is given and the function of miRNAs involved in plant-virus competition is highlighted. It is believed that miRNAs have several advantages over homology-dependent and siRNA-mediated gene silencing when they are applied biotechnologically to promote plant anti-virus defense. miRNA-mediated anti-virus pathway is an ancient mechanism with a promising future. However, using miRNAs as a powerful anti-virus tool will be better realized only if miRNA genomics and functions in plant viral infection are fully understood.     

生物信息学预测植物miRNAs的方法

MicroRNA又称miRNA,是一类广泛存在于动植物体内、大小为21~25nt左右的内源性非编码单链小分子RNA。在植物体中,miRNA主要负责调控转录后基因的表达,在机体发育、生长和应答胁迫方面发挥着重要的调节作用。近年来,miRNA已成为分子生物学领域的研究热点。本文介绍了几种发现和研究miRNA的方法,重点阐述了生物信息学预测miRNA方法的流程和策略,并对各过程中采用的方法及信息学软件的优劣性进行比较和分析,为预测miRNA提供新的思路。     

miRNA在植物响应高温胁迫中的研究进展

microRNA(miRNA)是一类由20-24个核苷酸组成的小的非编码RNA,通常通过序列互补降解或抑制其靶标基因转录后的翻译过程,从而在转录后水平上调控基因的表达。miRNA在植物基因组中普遍存在,作为一类重要的调节因子参与到植物的生长发育与逆境响应中。目前,已有研究表明高温除了诱导植物编码基因表达发生改变之外,一些非编码RNA的表达也发生了显著改变,其中miRNA作为重要的非编码RNA,参与了植物的高温胁迫响应。对植物miRNA的合成途径,作用机制以及主要功能进行了扼要阐述,重点阐述了高温胁迫下植物miRNA的作用机制,旨在为mi RNA在植物抵抗高温胁迫中的研究与应用提供新的思路。     

植物microRNA功能及其在逆境条件下的研究进展

microRNA(miRNA)是一种内源性的小分子RNA,长度约为21到25个核苷酸大小,在动植物生长发育的各个过程中起重要的调控作用。近几年随着高通量测序技术的飞速发展,研究人员在许多物种中鉴定了大量的miRNA,未来miRNA的研究主要集中在功能研究方面,尤其是植物miRNA在逆境条件下的功能方面。就目前miRNA功能的主要研究方法,以及逆境条件下植物miRNA的研究进行了综合阐述。