玉米花粉高温胁迫相关miRNA的筛选及其靶基因分析

以高耐热玉米品种郑单958、低耐热玉米品种先玉335为材料,以正常生长条件为对照,在花期进行高温胁迫,通过miRNA高通量测序筛选玉米花粉中的差异表达miRNA,然后预测其靶基因,并对靶基因的本体特征和代谢通路进行富集分析。结果表明,共筛选到818个miRNA前体序列。在郑单958高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT958 vs CK958)中共筛选到19个显著差异表达miRNA序列,其中15个miRNA序列上调表达,4个下调表达,3个miRNA序列达到极显著水平(P<0.01)。对这19个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了503个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、微管生物学过程、磷酸化作用、RNA聚合酶Ⅱ正向调控转录过程、甲基化作用等,KEGG富集较显著的代谢通路分别是谷胱甘肽代谢、碳代谢、花生四烯酸代谢、糖酵解/糖异生、叶酸生物合成等。在先玉335高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT335 vs CK335)中共筛选到15个显著差异表达miRNA序列,其中7个miRNA序列上调表达,8个下调表达,1个miRNA序列达到了极显著水平(P<0.01)。对这15个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了454个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化作用、蛋白质水解、DNA修复等,富集较显著的KEGG代谢通路分别是其他多糖降解、亚油酸代谢、代谢通路、硫胺素代谢、内质网内蛋白质加工过程等。在郑单958高温胁迫花粉与先玉335高温胁迫花粉对比组(HT985 vs HT335)中共筛选到85个显著差异表达miRNA序列,其中35个miRNA序列为上调表达,50个为下调表达,24个miRNA序列达到了极显著水平(P<0.01)。对这85个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了2 286个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化、蛋白质水解、跨膜转运等,富集较显著的代谢通路分别是鞘脂类代谢、淀粉和蔗糖代谢、其他多糖降解、代谢通路、半胱氨酸及甲硫氨酸代谢等。在HT958 vs CK958与HT335 vs CK335对比组中共筛选到94个显著差异表达miRNA序列,其中(预测全新)PC-3p-10069_1143、(预测全新)PC-3p-18335_646、(玉米)zma-miR164f-5p等28个miRNA序列达到了极显著水平(P<0.01)。对这94个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了4 569个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化、蛋白质转运、蛋白质水解等,其富集较显著的KEGG代谢通路分别是内质网内蛋白质加工过程、真核生物核糖体生物合成、剪接体、鞘脂类代谢、内吞作用等。

热应激对羊成肌细胞部分miRNA的影响及其生物信息学分析与靶基因预测

[目的]本文旨在探究热应激对羊成肌细胞部分miRNA的影响,并对miR-23a、miR-24、miR-27a-3p和miR-30a-5p进行生物信息学分析与靶基因预测,揭示热应激下miRNA影响骨骼肌发育的调控机制。[方法]通过RT-qPCR技术研究热应激对羊成肌细胞miRNA表达量的影响;利用miRBase数据库获取不同物种中miR-23a、miR-24、miR-27a-3p和miR-30a-5p的前体序列和成熟序列,并利用MEGA X软件构建系统进化树进行相似性分析;通过TargetScan、miRDB、RNA22、miRWalk对上述miRNA进行靶基因预测,使用DAVID对预测出的共同靶基因进行GO功能与KEGG通路富集分析,最后进行miRNA、共同靶基因与KEGG通路的关联分析。[结果]热应激显著下调羊成肌细胞在增殖阶段与分化阶段miRNA的表达。miR-23a、miR-24、miR-27a和miR-30a在不同物种间的保守性较高,除了牛的miR-24以外,成熟序列基本相同,种子序列完全一致。预测出的共同靶基因主要富集在细胞增殖、分化、周期、凋亡、迁移等GO条目,以及mTOR、TGFβ、MAPK、Ras、ErbB、FoxO和PI3K-Akt等KEGG通路。关联分析表明miR-24和miR-27a-3p可能靶向NLK和TAOK1以参与MAPK和FoxO信号通路来调控骨骼肌的发育。[结论]miR-23a、miR-24、miR-27a和miR-30a在不同物种中保守性较高,热应激下调羊成肌细胞部分miRNA的表达,可能影响骨骼肌的发育。

长短光照下绵羊垂体远侧部差异表达基因和miRNA筛选

为探究绵羊季节性发情的分子调控机制,本实验以双侧卵巢摘除+皮下注射雌二醇处理的6只苏尼特母羊(2~3岁、40~45 kg、空怀)为研究对象,分别在短光照21 d(光照:黑暗=8:16,3只)和长光照99 d(光照:黑暗=16:8,3只)采集绵羊垂体远侧部组织进行全转录组测序,筛选出长短光照下差异表达基因和miRNA,并对筛选的差异表达基因和miRNA的靶基因进行富集分析。结果显示:通过转录组测序,短光照21 d和长光照99 d组中总共筛选出2 584个差异表达基因(1 386个上调基因和1 198个下调基因)和29个差异表达miRNA(19个上调miRNA和10个下调miRNA);差异表达基因富集在AMPK信号通路、催产素信号通路、昼夜节律、钙信号通路等与繁殖相关的通路中。最终筛选出几个值得关注的基因(LEPR、ROCK2、CREB1、ITPR1)、miRNA(oar-miR-150、oar-miR-143、oar-miR-133)和miRNA-基因靶组合(novel726-MTA1、oar-miR-541-3p-FHL2),推测这些差异表达基因和miRNA可能参与光周期对绵羊垂体远侧部组织的调控。

基于转录组测序筛选多囊卵巢综合征外周血中差异表达基因及miRNA

目的:基于转录组测序并结合生物信息学技术分析多囊卵巢综合征(PCOS)患者与健康人群全血样本来源的微阵列数据,筛选差异表达基因及miRNA,为PCOS的临床诊疗提供新见解。方法:从GEO数据库筛选并下载GSE54248数据集,利用R软件limma包筛选PCOS组与对照组的差异表达基因,并对其进行GO和KEGG富集分析。使用在线分析工具STRING数据库用于分析蛋白质-蛋白质相互作用,并通过Cytoscape构建PPI互作网络,使用CytoHubba插件中的MCC、Degree、Closeness、Bottleneck四种算法计算后取交集识别Hub基因。通过NetworkAnalyst构建Hub基因的靶向miRNA网络图。qRT-PCR法检测PCOS组及对照组外周血中IL-1β、FCGR3A、CD79B、CD27和CD52表达。结果:从GSE54248数据集中共筛选鉴定出98个差异表达基因,其中55个上调基因,43个下调基因。GO富集分析表明,差异基因生物学过程主要集中于蛋白质自身磷酸化、白细胞介导的免疫、淋巴细胞介导的免疫、免疫反应调节信号通路等。KEGG显著富集了3个信号通路,分别为原发性免疫缺陷、造血细胞系及Th17细胞分化。结合PPI网络与CytoHubba的四种算法的结果,得到了IL-1β、FCGR3A、CD79B、CD27和CD52这5个Hub基因。结合miRNA-靶基因的共表达网络,有5种miRNAs,包括hsa-miR-375、hsa-miR-34a-p、hsa-miR-126-3p、hsa-miR-146a-5p及hsa-miR-449a等被预测可能是PCOS患者外周血中关键的miRNA分子。qRT-PCR结果证实,与对照组相比,PCOS组患者外周血中IL-1β表达升高(P<0.05),FCGR3A、CD79B、CD27表达均显著升高(P<0.01)。结论:本研究通过公共数据库挖掘鉴定出IL-1β、FCGR3A、CD79B、CD27可能作为关键基因参与PCOS的病理生理过程,并通过生物信息学分析鉴定了5个可能调控PCOS的miRNA。该结果将为进一步阐明PCOS的发生发展机制提供新思路,也将为PCOS提供新的药物靶点和诊疗思路。

小麦miRNA靶基因的体外实验验证

miRNA是一类内源非编码单链小RNA,广泛存在于动植物中,主要通过切割靶基因或者抑制靶基因表达参与细胞分化、生长和发育等多种生物学调控。目前缺少一种快速简便验证miRNA靶基因的方法。本研究基于前期筛选到的小麦特有的miRNA——Tae-miR9666a,合成其前体及前体突变体,并连接到表达载体上,构建含有GFP(绿色荧光蛋白)标记的靶基因过表达载体,共转化烟草,通过观察GFP的荧光亮度判断靶基因的切割情况,以此来验证miRNA与靶基因的相互作用。结果发现,共转miRNA前体的烟草叶片的荧光亮度较低,表明靶基因被miRNA切割,其后的GFP无法正常表达;共转miRNA前体突变体的烟草叶片的荧光亮度与单转靶基因的相当,表明miRNA前体突变体未切割靶基因,导致GFP正常表达。本实验有效证明了miRNA的靶基因切割情况,也表明利用烟草验证miRNA与靶基因相互作用是可行的。

HPV18间隔序列介导真核基因以双顺反子形式表达

HPV18是一种DNA病毒,其E6和E7基因可读框(ORF)相隔8个核苷酸,以双顺反子形式在宫颈癌细胞HeLa细胞中表达E6和E7蛋白。为探究此间隔序列是否在基因双顺反子表达中发挥关键作用,利用此序列构建2个双顺反子表达质粒,转染人胚胎肾细胞HEK293T细胞,检测上下游2个ORF表达水平。逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)结果显示2个ORF同时转录,免疫印迹(Western blot)结果显示2个蛋白同时表达,荧光显微镜结果进一步显示红色荧光蛋白(RFP)和绿色荧光蛋白(GFP)共表达。以上结果证明HPV18 E6和E7基因间隔序列可在上游ORF翻译结束后重新启动下游ORF翻译。此现象在真核细胞中比较罕见,分子机制可能与核糖体重新结合有关,值得进一步探究。

基于生物信息学分析溃疡性结肠炎的差异表达基因和miRNA

目的通过生物信息学分析方法寻找溃疡性结肠炎(UC)的差异表达基因(DEGs)及其相应的microRNA(miRNA),筛选参与UC发生发展相关的潜在致病靶点,为寻找UC诊断标志物以及新的治疗靶点提供理论依据。方法从基因表达数据库(GEO)获取数据集,通过GEO2R对数据集进行分组和筛选DEGs并取交集,再进行PPI、GO、KEGG分析和miRNA预测。结果GO分析显示其主要集中在中性粒细胞迁移、脂多糖应答、细胞外泌体、CXCR趋化因子受体结合等,KEGG分析显示其主要富集在补体途径凝血通路、IL-17信号通路、百日咳、类风湿性关节炎通路、肿瘤坏死因子信号通路等方面。通过Cytoscape筛选出MCC值前十的hub基因CXCL1、IL1B、TIMP1、CXCL8、IL6、MMP1、SERPINE1、PTGS2、SPP1、MMP2。通过NetworkAnalyst3.0在线网站进行可视化展示,可推断hsa-mir-204-5p、hsa-mir-146a-5p、hsa-mir-335-5p、hsa-mir-1-3p、hsa-mir-21-5p等5种miRNA在疾病发展中起关键作用。结论在UC发病机制相关研究中,DEGs与疾病的发生发展密切相关,可通过对基因的富集分析、以及hub基因、关键miRNA筛选为更深入研究UC的发病机制及寻找治疗新靶点提供研究思路和理论依据。

小桐子早期光诱导蛋白基因ELIP克隆及其与靶向miRNA的互作与低温下共表达分析

【目的】作为一种喜温冷敏植物,低温严重影响小桐子的生长发育、地域分布与产量。前期工作发现12℃低温锻炼可显著提高小桐子的抗冷性,小桐子早期光诱导蛋白(ELIP)基因是低温高响应基因。为探究JcELIP在小桐子低温响应中的作用,全面了解JcELIP的结构、调控机制、进化关系及JcELIP与miRNAs的互作关系,也为后续小桐子抗冷分子育种提供一个重要的候选基因资源。【方法】通过RT-PCR克隆了小桐子JcELIP基因并对其进行系统的生物信息学分析,采用RT-qPCR分析JcELIP基因在根、茎、叶中及12℃低温锻炼过程中的表达变化,鉴定与JcELIP互作的miRNAs,进行了12℃低温锻炼过程中的共表达分析。【结果】该基因完整的开放阅读框(ORF)为585 bp,编码194个氨基酸,蛋白的分子质量为2.04 kD,理论等电点为9.59,属于稳定的疏水碱性蛋白,具有3个疏水跨膜螺旋;三级结构主要由ɑ-螺旋和无规则卷曲组成,具有叶绿素a/b结合位点。顺式作用元件预测显示JcELIP具有脱落酸等激素响应元件。进化分析显示:小桐子JcELIP与木薯MeELIP同源性最高。RTqPCR分析显示:正常生长条件下小桐子JcELIP在根、茎、叶中的表达量无显著差异;12℃冷锻炼条件下JcELIP在叶中表达快速上调,48 h时其表达量达到对照组的64.8倍,表明JcELIP参与了小桐子对冷胁迫的响应与适应。基于小桐子降解组数据,鉴定到miR390-x、miR6476-x和novel-m0090-3p等8个miRNAs对JcELIP的表达具有调控作用;共表达分析结果表明在12℃低温锻炼过程中JcELIP的表达受miR390-x和novel-m0090-3p显著负调控。【结论】JcELIP高响应低温胁迫并与miRNAs互作,表明其在小桐子响应低温胁迫过程中发挥重要作用。

肾癌相关miRNAs及靶基因对肾癌预后的评估价值

目的基于美国癌症基因组图谱(TCGA)构建肾癌miRNAs预后风险模型评分公式,分析这个评分公式评估miRNAs及其靶基因作为肾癌预后分子标志物的潜在临床价值。方法基于TCGA肾癌miRNAs与mRNA测序数据,采用单因素、Lasso和多因素Cox回归分析,构建肾癌miRNAs预后风险模型;通过对靶基因进行GO、KEGG富集分析,筛选相关miRNAs;在临床样本中验证预后风险模型中筛选出的miRNAs及其靶基因的表达。结果基于TCGA数据库,在肾癌与其癌旁样本转录组数据中共找到94个差异miRNAs和1226个差异mRNAs,独立预后分析筛选得到7个miRNAs。GO与KEGG富集分析结果提示,7个miRNAs的功能与PI3K-Akt信号通路、钙离子信号通路、MAPK信号通路有关。采集肾癌临床样本,应用qPCR分析,结果显示,5个miRNAs在肾癌临床样本中的表达模式与TCGA数据库中的表达模式一致,miRNAs的8个靶基因表达模式与其在TCGA数据库中的表达趋势一致。免疫组化结果显示,HPGD在肾癌中低表达。结论构建的肾癌miRNAs预后模型能有效筛选肾癌预后相关miRNAs,这些miRNAs的研究对揭示肾癌发生与发展机制及评估肾癌预后具有重要意义。

基于生物信息学的特发性肺纤维化关键基因及miRNA分析

基于生物信息学的方法分析特发性肺纤维化(IPF)患者与正常人的基因芯片数据,找到差异表达基因,通过蛋白质互作网络找到关键基因,通过基因调控网络寻找潜在miRNA。方法 首先从Gene Expression Omnibusl( GEO) 数据库下载2个基因芯片数据集:GSE5384和GSE24206,通过R语言分析得到差异表达基因,并进行GO 、KEGG通路分析,使用STRING及Cytoscape软件进行蛋白质-蛋白质相互作用网络分析(PPI),从而得出核心基因,最后通过NetworkAnalyst网络构建寻找潜在miRNA。结果 筛选出137个差异表达基因。GO分析显示这些差异基因主要与细胞外基质、胶原组织以及免疫炎症等生物学功能相关,KEGG通路分析与蛋白代谢、ECM-受体、细胞黏附等通路密切关联。PPI网络CytoHubba分析出10个核心基因,包含:COL3A1、COL1A2、POSTN、COL5A2、THBS2、COL14A1、COL15A1、MXRA5、TGFB3及ASPN。通过构建基因-miRNA相互作用网络筛选出hsa-mir-29b-3p、hsa-mir-29a-3p、hsa-mir-29c-3p、hsa-mir-26b-5p、hsa-mir-335-5P等5个miRNA。结论 通过生物信息学对IPF的研究,分析出差异基因、核心基因及miRNA,在一定程度上阐明了特发性肺纤维化疾病发生发展过程中的分子调控机制,为寻找治疗提供新思路。

基于生物信息学分析库欣综合征核心基因与互作miRNA

目的 利用生物信息学筛选库欣综合征(CS)的核心基因及通路,并预测其相互作用的微小核糖核酸(miRNA)及小分子药物。方法 从GEO数据库下载CS基因芯片数据集并筛选出差异表达基因(DEG),随后对差异基因进行功能富集分析、蛋白互作分析、核心基因筛选,预测互作miRNA及小分子药物并进行验证。结果 共筛选出10个核心基因并预测出479个互作miRNA,相关通路集中在PI3K-Akt、cAMP、CS及MAPK信号通路等,奥那司匹、拉帕替尼是较为显著的小分子药物。结论 利用生物信息学方法筛选出参与CS发生发展的前5条信号通路、10个核心基因及479个互作miRNA,并预测出奥那司匹、拉帕替尼等小分子药物。

miR-7和miR-30-5p抑制CTSK表达对贵州黑山羊繁殖基因的影响

为验证miR-7和miR-30-5p对贵州黑山羊CTSK基因的调控效率及其对产羔基因的影响,通过生物软件筛选出调控CTSK效率最高的2条miRNAs:miR-7和miR-30-5p;将2条miRNAs转染至卵巢颗粒细胞,并于转染后24 h和48 h分别提取细胞总RNA,采用qRT-PCR法分别检测2条miRNAs在转染24 h和48 h的表达效率;同时检测miR-7和miR-30-5p过表达对CTSK基因及产羔相关基因FSHβ、GDF9、BMP15和BMPR-1B表达水平的影响。实验结果表明:转染miR-7和miR-30-5p至卵巢颗粒细胞24 h后,2条miRNAs的表达水平均极显著高于对照组(NC组);转染48 h后,miR-30-5p表达水平极显著低于NC组,而miR-7与NC组相比无显著性差异。此外,过表达2条miRNAs对CTSK基因和繁殖相关基因的影响发现,与NC组相比,转染miR-7 24 h后能极显著抑制CTSK的表达,且上调产羔基因FSHβ、GDF9、BMP15的表达;而转染miR-30-5p对CTSK的表达无明显抑制作用,但极显著上调了产羔基因FSHβ、GDF9、BMP15和BMPR-1B的表达。综上可见,与miR-30-5p相比,miR-7更有可能通过抑制CTSK表达来促进产羔相关基因的表达,进而影响贵州黑山羊繁殖性能。本研究结果为后续研究miR-7和miR-30-5p影响贵州黑山羊繁殖性状的分子机制奠定了基础。

溃疡性结肠炎免疫关键基因机制分析及中药筛选

目的基于生物信息学技术,筛选溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)关键免疫靶基因,分析相关机制,筛选有效治疗中药,为UC基础研究及中医药精准辨证治疗提供理论支持。方法应用GEO数据集、ImmPort数据库、SRTING数据库、cytoHubba插件等筛选UC关键免疫靶基因。对靶基因进行logistic单因素分析,应用cor函数进行相关性分析,应用CIBERSORT算法进行免疫浸润分析,应用Enrichr数据库进行KEGG、GO富集分析,通过miRWalk、RNA22、RNAInter、TargetScan数据库检索筛选miRNA,并通过Coremine Medical数据库筛选潜在治疗中药。结果筛选出15个靶基因呈表达上调,均为UC独立危险因素。免疫浸润分析显示,CD4^(+)记忆性T细胞、M0巨噬细胞、M1巨噬细胞、中性粒细胞等在组间差异表达,且靶基因与免疫细胞相关性密切。KEGG分析IL-17信号通路、TNF信号通路等是重要通路,GO分析生物过程主要在中性粒细胞、粒细胞趋化作用等方面,细胞成分主要在三级颗粒管、含胶原蛋白的细胞外基质等方面,分子功能主要在趋化因子活性、趋化因子受体结合等方面。筛选出的9个miRNA与靶基因具有潜在调控关系,筛选出的黄芩、人参、郁金等中药具有多靶点治疗UC的潜能。结论UC免疫机制复杂,是多因素、多靶点、多通路协同作用的结果。本研究通过对UC免疫关键基因分析,有利于探究UC发病机制,发掘潜在作用靶点及临床价值,为基础研究及有效治疗方案的完善提供新的视角。

日本血吸虫Bantam miRNA靶基因Rho相关GTP结合蛋白对雌虫卵巢发育影响的分析

为鉴定Rho相关GTP结合蛋白为日本血吸虫Bantam miRNA的靶基因,并初步研究该基因的功能。利用RNAhybrid软件分析Bantam miRNA的靶基因,用3’RACE技术扩增获得靶基因与Bantammi RNA的互作区域,利用荧光素酶报告基因验证靶基因与miRNA的互作,qPCR分析日本血吸虫Rho相关GTP结合蛋白基因在雌虫不同部位的转录情况,再利用RNAi技术初步研究该基因的功能。结果发现:共转染含有与Bantam miRNA互作区域的Rho相关GTP结合蛋白的重组质粒和Bantam miRNA mimics可显著抑制荧光素酶的表达;qPCR分析表明日本血吸虫Rho相关GTP结合蛋白在雌虫的上部、卵巢、卵黄腺部均有转录,且在卵巢转录最高。RNAi抑制Rho相关GTP结合蛋白的表达时发现,虫体卵巢结构异常,出现裂纹状空泡,并且产卵量下降。Rho相关GTP结合蛋白(TNN14903.1)为血吸虫Bantam mi RNA的靶基因,干扰该基因的表达可导致日本血吸虫卵巢结构异常。

miRNA在寄生虫与宿主协同进化中的作用

miRNA为非编码小RNA,通过RNA干扰的方式对基因表达进行调控。宿主和寄生虫之间的互作是一个复杂有趣,并且有特异性的协同进化过程。对于寄生虫来讲,寄生虫释放的一些miRNA为其在宿主体内繁殖起到重要作用,而一些宿主也可以通过miRNA靶向寄生虫基因,从而抵御寄生虫的入侵。miRNA参与到宿主和寄生虫体内的免疫调节、基因调控等过程,甚至可能在寄生致病机理、寄生特异性及共适应过程中发挥重要作用。研究寄生虫与宿主之间miRNA的互作,对于解析宿主抗性、寄生虫的毒性及传染性,以及协同进化过程中的平衡状态具有重要的研究意义。

华支睾吸虫细胞外囊泡中miRNAs调控宿主靶基因的预测及生物信息学分析

为了评估华支睾吸虫(Clonorchis sinensis)细胞外膜囊泡中虫源miRNAs跨物种调控宿主基因的风险,试验利用miRBase数据库对华支睾吸虫细胞外膜囊泡和感染阳性宿主细胞共有的虫源miRNAs成熟体序列进行筛选,通过miRanda软件对细胞外膜囊泡中表达量排在前10位的miRNAs进行靶基因预测,选取每个miRNAs评分排在前10位的靶基因作为候选靶基因,通过NCBI、Bing检索工具检索miRNAs候选靶基因的功能,利用GO功能注释及KEGG富集分析对靶基因进行生物信息学分析。结果表明:华支睾吸虫细胞外膜囊泡中的10种miRNAs共对应8128个与宿主相关的靶基因。有12个候选靶基因没有相关的功能报道,12个候选靶基因与肝功能有关,其余候选靶基因在癌症、信号转导、结构骨架、增殖和分化、迁移功能中发挥重要作用。候选靶基因Taf10和Onecut2与肝脏和肝胆管发育相关,候选靶基因Gng1和Hhip分别可参与致纤维化相关的丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)和Hedgehog信号通路。说明虫源miRNAs有靶向宿主细胞并参与致宿主肝纤维化和肝癌的风险。

小桐子XTH基因家族和与之互作的miRNAs的全基因组鉴定及其在低温适应中的作用

小桐子(Jatropha curcas L.)是极具开发潜力的多用途能源植物,也是喜温冷敏植物,低温严重影响其生长和开发利用。已知木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)作为细胞壁的修饰酶参与植物对逆境胁迫的响应与适应。前期研究表明12℃冷锻炼可显著提高小桐子抗冷性,而XTH基因对冷锻炼过程高响应。本文基于小桐子低温锻炼期间的转录组、miRNA组和降解组数据,在全基因组层面上对小桐子XTH基因家族进行了鉴定、生物信息学分析、表达谱分析及互作miRNAs的鉴定和分析。结果表明,小桐子中鉴定到XTH基因家族成员29个,编码269-341个氨基酸,其蛋白主要定位于细胞壁,结构均具有Glyco_hyho_16和XET_C结构域以及保守位点ExDxE。29个家族成员可分为3个组别,定位于9条染色体上,其中存在8对基因重复事件。对小桐子植株不同器官、低温锻炼过程及干旱和盐胁迫下的表达谱及RT-qPCR分析显示,该基因家族在不同情况下各成员存在显著的差异化表达模式,表明该基因家族不同成员的作用不尽相同。对降解组和mi RNA组测序数据分析结果表明,68个miRNAs靶向调控JcXTH基因家族中的26个成员;选取低温锻炼下表达显著的miRNAs进行表达谱分析,并与其靶向的JcXTHs的基因表达进行相关性分析,显示二者之间呈现显著的负相关,表明在低温锻炼下miRNAs负调控JcXTHs基因的表达。研究结果有助于解析小桐子JcXTH基因家族的功能,以及靶向该家族基因的miRNAs与JcXTH基因互作如何来参与小桐子对低温胁迫的适应,从而为后续通过分子育种改良小桐子抗冷性提供参考。

microRNA基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析

目的探讨miRNA基因多态性与钠钾饮食干预后血压反应性之间的关系。方法本课题组2004年从中国陕西宝鸡7个村庄的124个家庭中招募514名参与者进行慢性盐负荷试验干预,包括3 d基线期、7 d低盐饮食、7 d高盐饮食和7 d高盐补钾饮食干预。纳入19个miRNA-SNP位点进行分析研究。结果在钠钾饮食干预过程中,受试者的血压在低盐期呈下降趋势,高盐期呈现上升趋势,而在高盐补钾后,血压则再次下降。在低盐期,miR-210-3p SNP rs12364149与收缩压反应性、舒张压反应性及平均动脉压反应性显著相关,miR-4638-3p SNP rs6601178与收缩压反应性显著相关,而miR-26b-3p SNP rs115254818与平均动脉压反应性显著相关。在高盐干预后,miR-26b-3p SNP rs115254818与收缩压反应性、舒张压反应性及平均动脉压反应性显著相关;miR-1307-5p SNP rs11191676、rs2292807与收缩压反应性及平均动脉压反应性密切相关;miR-4638-3p SNP rs6601178、miR-210-3p SNP rs12364149以及miR-382-5p SNP rs4906032、rs4143957与收缩压反应性存在显著关联性。此外,在给予补钾干预后miR-26b-3p SNP rs115254818与收缩压反应性、舒张压反应性及平均动脉压反应性关联显著;miR-1307-5p SNP rs11191676、rs2292807以及miR-19a-3p SNP rs4284505与收缩压反应性显著相关。结论miRNA基因多态性与血压钠钾反应性密切相关,提示miRNA基因可能参与血压盐敏感性及钾敏感性的形成。

牦牛皮下脂肪组织miRNA的鉴定与分析

为鉴定不同饲养方式下牦牛皮下脂肪组织中差异表达的微小RNAs(miRNAs),本试验采用高通量测序对不同饲养方式下牦牛皮下脂肪组织中的miRNAs进行筛选,运用DESeq分别鉴定出自然放牧18月龄(G18) vs (从自然放牧18月龄开始舍饲育肥6个月至24月龄)F24、G18 vs (自然放牧至24月龄)G24和F24 vs G24皮下脂肪组织中差异表达的miRNAs,对差异表达的miRNAs进行靶基因预测分析。在9个牦牛皮下脂肪组织中共鉴定出1158个miRNAs,其中已知miRNAs 731个,新预测miRNAs 427个。在G18 vs F24中有43个差异miRNAs,预测到的靶基因2436个;在G18 vs G24中有68个差异miRNAs,预测到的靶基因3559个,在F24 vs G24中有31个差异miRNAs,预测到的靶基因1456个。对预测到的基因进行GO和KEGG富集分析,其主要富集到了脂肪酸代谢过程、脂肪酸生物合成过程、脂肪酸生物氧化、不饱和脂肪酸代谢过程和脂肪细胞分化调节等。因此,枯草期对牦牛进行补饲有利于牦牛皮下脂肪组织沉积。

畜禽肌内脂肪沉积的基因调控及其作用机制

肌内脂肪含量与肉的系水力、嫩度和风味等指标密切相关,是影响肉质的关键因素之一。近年来随着基因测序技术的不断更新发展,调控肌内脂肪沉积的基因被不断挖掘,但其发挥作用的分子机制还需要进一步完善。因此文章主要从影响肌内脂肪沉积的非编码RNA和候选基因两方面进行综述,以期为畜牧生产中提高肌内脂肪的沉积提供一定借鉴和参考。