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。

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。

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。

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。