盐藻microRNAs高通量测序和生物信息学分析

小核糖核酸(microribonucleic acid,microRNA或miRNA)是一类内源性长约21~24个核苷酸碱基(nucleotide,nt)的非编码RNA,在真核生物的基因转录后调控中起着重要作用.杜氏盐藻(Dunaliella salina)是β-胡萝卜素含量最高的真核微藻,为探究其是否存在内源miRNA,构建了小RNA文库,通过Illumina HiSeq^(TM)2500高通量测序的方法对盐藻进行小RNA测序.测序共获得11 542 169条clean tags(3个盐藻文库clean tags数的平均值).比对Gnen Bank数据库、Rfam数据库及盐藻的参考基因组数据,筛选后的clean tags数据再比对miRBase数据库,3个盐藻生物学重复分别获得已知miRNA为42、41和44个.比对盐藻参考基因组及其miRNA前体发卡结构预测,3个重复分别获得盐藻新的miRNA为920、880和957个.预测所有miRNA的靶基因,并对其进行功能富集,发现靶基因在细胞代谢进程、分子功能的结合和催化活性方面较多.首次鉴定了杜氏盐藻中具有miRNA的存在,对揭示miRNA这一调控机制广泛存在于单细胞真核绿藻提供了依据.

莱茵衣藻CrDRBs基因的克隆和生物信息学分析

双链核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)结合蛋白(double-stranded RNA-binding protein,DRB)是一类含有双链RNA结合结构域(dsRBD)的蛋白,在小核糖核酸(micro ribonucleic acid,microRNA或miRNA)的生物合成和作用方式选择方面起着重要作用.为获得莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii,C. reinhardtii)中所有CrDRBs的全长序列并进行生物信息学分析,从蛋白质功能结构域Pfam数据库中下载了dsRBD结构域模块,使用HMMER软件基于dsRBD检索C. reinhardtii全基因组序列,获得C. reinhardtii中4个含dsRBD结构域的CrDRB蛋白相关信息.抽提C. reinhardtii总RNA,反转录获得其cDNA,设计相应引物克隆获得其完整的基因ORF序列.设计实时荧光定量PCR引物,以actin基因为内参,分析C. reinhardtii各CrDRBs基因的相对表达.同源比对分析C. reinhardtii各CrDRBs蛋白的dsRBD序列.通过Phyre2软件在线预测其dsRBD的高级结构.将莱茵衣藻CrDRBs的dsRBD与拟南芥的5个DRB成员构建系统进化树分析,初步探讨分析莱茵衣藻CrDRBs各成员的的进化保守性.本研究共获得了4个莱茵衣藻双链RNA结合蛋白,均具有典型的dsRBD结构域,含有3个保守氨基酸.相比已报道的DUS16,其他3个CrDRBs的CDS序列较长,基因表达较高(除CrDRB2外).本研究为下一步揭示莱茵衣藻CrDRB在miRNA调控途径的功能奠定基础.

农杆菌转化体系在药用微藻中的研究进展

农杆菌介导的遗传转化具有操作简便,转化率高,可低拷贝和大片段整合外源基因在宿主染色体上等优点,已经在植物中广泛应用。微藻作为一种重要的种质资源,是多种功能活性产物的初级生产者,在药物开发方面极具发展潜能。农杆菌介导的转化体系在部分微藻中获得成功,有效提高了药用活性产物的生产效率,改良了微藻的生理性能,为微藻药用资源的大规模工业化生产奠定了基础。本文综述了微藻来源的药用功能产物及农杆菌转化体系在微藻中的研究现状和影响转化效率的因素,并展望了该技术在药用微藻中的应用前景,为药用微藻资源的基因工程改造提供一定的参考和借鉴意义。

莱茵衣藻响应缺硫的环状RNA的预测与鉴定

环状核糖核酸(circular ribonucleic acid,circular RNA或circRNA)是一类无5′帽子结构及3′poly A尾,以共价键连接形成闭合环形结构的非编码RNA分子,通过转录后调控的方式参与动植物细胞的众多代谢途径.莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii,C.reinhardtii)是一种重要的真核单细胞模式微藻,为探究其是否存在环状RNA,本研究通过RNA-Seq高通量测序分析正常与缺硫培养的C.reinhardtii RNA组学数据,首次预测获得218条环状RNA序列,通过对比缺硫处理前后莱茵衣藻环状RNA序列,获得8条差异表达的环状RNA序列(其中,5条为表达上调、3条为表达下调).本研究首次对单细胞真核微藻莱茵衣藻进行环状RNA的生物信息学预测,确认莱茵衣藻环状RNA响应缺硫胁迫,为下一步揭示莱茵衣藻环状RNA参与响应莱茵衣藻缺硫的作用机制奠定基础.