辣椒miR169家族在非生物胁迫下的表达及启动子顺式作用元件分析

miRNA169(miR169)是植物中保守且规模较大的一类miRNA基因家族,其在非生物胁迫下的功能被广泛报道。为深入研究辣椒miR169基因家族(Can-miR169)在非生物胁迫下的表达及上游转录调控机制,以‘遵辣一号’(Zunla-1)为研究对象,利用生物信息学手段分析辣椒与其他植物miR169成熟体和前体保守性和进化关系。采用real-time PCR技术对干旱、低温、高盐、高温胁迫下辣椒miR169基因家族前体进行应答检测。克隆辣椒Can-miR169基因家族12个成员启动子,进行顺式作用元件预测及元件功能验证。结果显示:(1)miR169成熟体在植物中保守性强。(2)4种非生物胁迫下,辣椒miR169家族成员前体表达量相对于对照组差异显著。(3)成功克隆了Can-miR169基因家族12个启动子,顺式作用元件预测其家族启动子中含有大量与非生物胁迫相关的元件,如MYB、MYC、MBS、ABRE、LTR、DRE等。(4)经验证明,这些元件为干旱、低温、高盐等胁迫应答元件。本研究结果为进一步挖掘非生物胁迫下调控Can-miR169的转录因子,明确其上游调控机制提供新信息,为辣椒分子育种及品种改良提供新视野。

葡萄miR169及其靶基因的生物信息学分析

【目的】明确葡萄miR169(vvi-miR169)基因家族在葡萄生长发育及逆境胁迫响应中的重要作用,为其在葡萄分子育种和抗逆新品种选育中的应用提供参考依据。【方法】利用miRNA、Phytozome、NCBI等数据库及Clustal X2.1、MEGA 6.0、RNAfold Web Server、ps RNATarget等在线软件对vvi-miR169基因家族的序列分布、定位特征、二级结构、发育进化树和靶基因调控功能进行生物信息学分析。【结果】在miRBase中搜索到25条vvi-miR169基因同源序列,分别分布在6条染色体上,其中以位于Chr11上的序列最多,共有17条,位于Chr01、Chr04和Chr14上各有2条,而在Chr08和Chr17上各有1条。vvi-miR169基因家族成熟序列的碱基保守性很高,其前体序列均可形成稳定的二级茎环结构,且位于同一条染色体上的miR169基因序列显示出相对更近的亲缘关系。vvi-miR169基因家族共预测到21个靶基因,绝大部分miRNA都有多个靶基因,且不同miRNA具有相同的靶基因,其中有22个miRNA靶基因均含有GSVIVT01015120001(NF-YA转录因子)。【结论】vvi-miR169基因家族序列保守性较高,家族特征明显,且具有相似的调控功能;NF-YA转录因子是vvi-miR169基因家族最主要的靶基因,也是葡萄生长发育过程中抗逆境胁迫的主要调控元件。

植物miR169/NF-YA调控模块研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是真核生物中普遍存在的一类参与基因表达调控的小分子RNA。miR169家族是植物中保守且规模较大的一类miRNA基因家族,其在转录后水平调控植物中一类保守的转录因子NF-YA(Nuclear transcription factor Y subunit A)。已有研究表明,miR169/NF-YA调控模块对植物的发育和逆境响应起着重要作用。本文对植物miR169基因家族的起源、进化、分子多样性及miR169/NF-YA模块在植物中调控功能的研究进展进行了阐述,特别介绍了miR169/NF-YA参与调控"逆境诱导早花"的分子机制,并展望了未来的研究方向。

油菜Bna-miR169d基因的分离与过表达初步分析

miRNA是一类长度约为21～24nt的内源性非编码RNA，在基因表达调控网络中起着重要作用。miR169家族是植物中最大的miRNA家族，其成员在植物的生长发育过程中发挥重要的调控作用。但至今仍缺乏系统研究，为了探究油菜miR169的功能，本研究从油菜栽培种‘Westar’中克隆了miR169d前体基因，并构建了miR169d的过表达载体，通过农杆菌介导法将其转化到甘蓝型油菜‘Westar’品种中，经PCR法鉴定获得4株阳性株，其中2株T0代表现早花，较对照生育期缩短10～12d。初步推测，油菜miR169d可能通过调控靶基因的表达参与了油菜的早花发育。

杨树MIR169基因家族分子进化分析

MicroRNA(miRNA)是真核生物中普遍存在的一类参与基因表达调控的小分子RNA。ptc-MIR169基因家族有33个成员,是杨树中规模最大的miRNA基因家族。研究MIR169基因家族的进化对揭示杨树miRNA基因的进化机制具有重要的意义。文章对毛果杨MIR169基因家族的分子系统发育、基因倍增模式、表达分化和靶基因进行了分析。结果表明,染色体大片段重复和串联重复在毛果杨MIR169基因家族扩张中均具有重要作用;MIR169基因家族在表达方式上已经出现了较大的分化;MIR169基因家族可能在杨树中已经形成了复杂的调控网络,对杨树的生长发育和适应性等具有重要的调控作用。文章为杨树及杨柳科相关植物中miRNA基因家族的分子进化研究提供了参考。

Ath-miR169d介导的拟南芥叶片发育的分子调控机制

【目的】探究ath-miR169d在拟南芥叶片发育过程中的作用,明确其调控的分子机制,为增强叶菜类植物的光合效率以及增加生物量和提高作物产量提供理论依据。【方法】选取ath-miR169d过表达和降低表达的拟南芥转基因株系以及野生型拟南芥,在22℃、相对湿度60%、16 h/8 h光周期条件下培养,观察不同生长阶段叶片发育表型的差异;同时构建pmiR169d::GUS表达载体,转化农杆菌EHA105,并利用蘸花法转化野生型拟南芥(Columbia,Col-0),获得转基因拟南芥,利用GUS染色对ath-miR169d在拟南芥不同组织器官中的表达模式进行研究;选取8周龄的过表达材料和野生型对照株系,对其叶片表皮细胞形态进行扫描电镜分析;对4周龄过表达材料和野生型对照株系的幼苗顶端分生组织和叶片中总IAA进行定量分析,并进行基因芯片表达谱分析,筛选差异表达基因;通过实时荧光定量PCR对生长素信号途径部分差异表达关键基因的表达情况进行分析。【结果】Ath-miR169d过表达拟南芥株系莲座叶数目较野生型少,叶片小,而ath-miR169d降低表达的拟南芥株系的莲座叶较野生型多,叶片大,且在抽薹和种子成熟之后还持续长出新叶,而野生型莲座叶则在种子成熟之后逐渐衰老干枯;扫描电镜观察到ath-miR169d过表达拟南芥株系叶片中表皮细胞小于野生型;表达模式分析表明,ath-miR169d主要在顶端分生组织(shoot apical meristem,SAM)和叶片维管系统中表达,且新叶中表达强。SAM是产生生长素的部位,IAA测定结果表明ath-miR169d过表达拟南芥株系中IAA含量显著降低,为野生型植株的38.6%,同时基因芯片表达谱分析也验证了ath-miR169d参与调控植物体内激素信号转导途径。进一步研究发现,ath-miR169d过表达株系中生长素合成关键基因YUC2和转运体蛋白基因PIN1均显著下调表达,而具有转录抑制功能的生长素响应因子1和2基因(ARF1和ARF2)表达上调;STTM miR169d低表达株系中这4个基因的表达则为相反趋势,该结果与观察到的表型相一致。【结论】Ath-miR169d通过介导生长素信号途径参与了拟南芥叶片发育的调控,ath-miR169d表达量发生变化会影响叶片的数量和大小,最终影响整个植株的生物量。

实时荧光定量PCR检测miR169g在脱水与高盐胁迫下胡杨叶中的表达

microRNAs是一类具有重要功能的约由22个核苷酸组成的小分子非编码RNAs,一些miRNAs在植物非生物胁迫中发挥着重要的作用。本文采用stem-loopSYBR Green实时RT-PCR方法检测miR169g在脱水与高盐处理下胡杨叶中的表达情况,结果表明,miR169g脱水与高盐胁迫下胡杨叶中均表达上调。此方法灵敏简便,结果稳定可靠,适用于检测短序列miRNAs成熟体的表达。

水稻miR169o及其靶基因OsNF-YAs对缺水胁迫的早期表达模式

Micro RNAs(mi RNAs)是一类小的非编码RNA,在植物逆境胁迫应答中发挥重要的调控作用。mi R169可受干旱胁迫诱导表达,而过表达mi R169则可以增强植物对干旱的耐受性。然而,mi R169及其靶基因NF-YAs在水稻干旱胁迫条件下的表达动态至今尚不清楚。对水稻进行不同时间缺水处理,用q RT-PCR法定量测定了水稻根、茎、叶组织中mi R169o及其靶基因表达的动态变化。结果表明,随着缺水处理时间的增加,水稻不同组织中mi R169o表达量总体上有升高趋势;而靶基因(NF-YA1、NFYA2和NF-YA3)表达模式基本与mi R169o的表达模式相反,但并不全部对应。推测在水稻干旱胁迫早期反应中,mi R169o可能主要调控了部分特定靶基因的表达。此外,mi R169o在水稻根、茎、叶组织中的表达和丰度存在着明显的差异,具有组织特异性。

辣椒miR169及其靶基因的生物信息学分析

为了解miR169基因家族在辣椒生长发育过程的重要调控作用,通过生物信息学的方法对can-miR169基因家族的成员进行了染色体定位、序列保守性分析、系统发育进化树分析、前体序列二级结构预测和靶基因预测。结果表明:can-miR169家族成员定位在4条染色体上;成熟序列高度保守,前体序列在产生成熟序列的位置高度保守;预测结果显示can-miR169家族成员均有靶基因,这些靶基因主要以靶基因核因子A(NF-YA)复合物为主,且大体相同。这些靶基因可以参与到种子萌发、植株发育和对外界环境胁迫的应答等多种生命活动中。

山核桃miR169克隆及功能分析

为探究山核桃miR169(cca-miR169)序列特征及功能,本研究利用生物信息学及分子生物学方法对山核桃中miR169进行分析。通过构建miR169系统进化树发现,双子叶植物和单子叶植物明显的分布在2个支上,且cca-miR169聚类在双子叶分支上;序列分析表明,miR169在双子叶植物上的保守性大于单子叶植物。通过在线预测网站在拟南芥数据库和山核桃转录组数据库中对ccamiR169进行靶基因预测,在2物种中分别获得4个和3个靶基因,且AT2 G41820与Unigene17062为同源基因;表达分析表明,AT2G41820与Unigene17062在花发育时期表达量均呈下降趋势。在拟南芥中过表达cca-miR169发现,转基因植株开花较野生型提前4 d。对转基因植株及野生型植株中开花相关基因进行qRT-PCR分析,结果表明,开花促进因子LFY基因在转基因植株中表达量明显上调。cca-miR169具有较强的序列保守性,在拟南芥中过表达cca-miR169能够促进拟南芥提前开花,表明cca-miR169在山核桃中通过作用下游基因可以调节植物花发育。本研究结果为进一阐明山核桃成花调控机制提供了试验依据。

油菜miR169基因家族的生物信息学分析及靶基因预测

为了解油菜miR169基因家族,采用生物信息学的方法对油菜miR169基因家族成员的染色体位置、分子进化、前体序列的保守性、启动子和靶基因进行了分析。结果表明:油菜miR169基因家族成员分布在9条染色体上;系统进化分析表明,这些基因共分成2个组;其前体序列在形成成熟miRNA的位置高度保守;油菜miR169基因家族上游启动子主要元件有13个,数量最多的是胚乳表达元件、厌氧胁迫元件、热响应元件和MBS;油菜miR169基因家族的靶基因一共有16个,大部分属于NF-YA基因家族。该结果为进一步研究油菜miR169基因家族的功能奠定了基础。

miR169/NFYA模块响应植物非生物胁迫的研究进展

microRNA(miRNA)是一类非编码小RNA,通过剪切m RNA或抑制翻译调控与其互补的靶基因。近年来,已发现miRNA及其靶基因组成的调控模块广泛且深度地参与植物的生理生化过程。植物miR169及主要靶基因Nuclear Factor Y-As(NFYAs)家族会通过脱落酸介导的激素信号通路参与植物抵御非生物胁迫过程。本文阐述了miR169/NFYA模块在植物非生物胁迫及生长发育中的作用机制,为抗性分子育种提供参考。

鹰嘴豆miR169家族的生物信息学分析及靶基因预测

在多种植物中miR169家族成员应答多种非生物胁迫,如高盐,低温和干旱。为了揭示Car-miR169的生物学功能,对Car-miR169家族13个成员的序列进行生物信息学分析及靶基因预测。染色体定位结果表明,11个Car-miR169成员分布在鹰嘴豆Ca1、Ca2、Ca4、Ca6和Ca75条染色体上,Car-miR169g和Car-miR169l分别定位在scaffold2734和scaffold362上。Car-miR169a和Car-miR169i在鹰嘴豆Ca1染色体上成簇存在。Car-miR169f和Car-miR169m在鹰嘴豆Ca7染色体上成簇存在。序列比对表明13个Car-miR169成员的成熟miRNA序列一致性为84.28%。13个Car-MIR169成员的前体序列的二级结构分析结果表明,成熟的miRNA序列均位于5'端,均形成稳定的茎环结构。进化树分析表明,Car-MIR169a、Car-MIR169c、CarMIR169d、Car-MIR169e、Car-MIR169g与苜蓿的Mtr-MIR169家族亲缘关系较近。Car-MIR169b、Car-MIR169f、Car-MIR169h和大豆Gma-MIR169家族聚在一个分支,Car-MIR169i、Car-MIR169j、Car-MIR169k、CarMIR169l和水稻Os-MIR169a聚在一个分支,而Car-MIR169m单独为一个分支。靶基因预测表明大部分CarmiR169家族成员的靶基因为核转录因子A亚基。鹰嘴豆8个组织的转录组数据分析表明Car-miR169i、Car-miR169j、Car-miR169k、Car-miR169l在叶、茎、花蕾、花和豆荚中不表达,Car-miR169e在茎中不表达,其他成员在8个组织中均表达。这些研究结果为研究鹰嘴豆Car-miR169家族成员及其靶基因的功能提供了基础。

谷子miR169家族及其靶基因的鉴定与功能分析

micro RNA广泛参与植物中多个生长发育过程,mi R169家族是最保守的mi RNA家族之一。对谷子mi R169(sit-miR169)家族进行生物信息学分析,包括染色体分布、系统进化、碱基保守性、二级结构和sit-mi R169及其靶基因的表达。鉴定了15个sit-miR169,分布于7条染色体上。系统进化分析显示,sit-miR169家族前体sit-MIR169大致可以分为2簇,部分sit-MIR169成员与水稻osa-MIR169家族成员亲缘关系较近。sit-miR169的前体均可形成稳定的二级茎环结构,成熟体均产生于前体的5′端臂上,且成熟序列的碱基保守性很强。sit-miR169在花、叶和根中均有表达,具有明显组织表达特异性。sit-miR169的靶基因主要是NF-YA转录因子基因,此外还有L型凝集素类受体蛋白激酶、ω-6脂肪酸去饱和酶、转运蛋白Sec1a、SDG40蛋白、环指跨膜蛋白和核糖体大亚基假尿苷合酶SVR1基因等。mi R169通过调控靶基因,尤其是NF-YA的表达量来影响植物的生长发育和对环境的应答。谷子NF-YA基因主要在根和穗中表达,表现出明显的组织表达特异性。此外,sit-mi R169靶基因的表达受环境诱导,如干旱条件能进一步诱导Seita.9G521100基因在根中的表达。