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马铃薯保守性miRNAs的预测与验证

杨文征

   MicroRNA (miRNA)是一类大小约22个碱基左右的内源性小分子调控RNA,它们基于与靶mRNA的序列互补,可以对靶mRNA进行降解或抑制蛋白质翻译。越来越多的研究表明,miRNA倾向于靶向转录因子家族基因,特别是涉及到已知或推测的在动植物的生长发育过程、细胞分化中起着重要调控作用的转录因子。在植物体内,miRNA的功能更是涉及到了叶的形态发育、花的形成、组织分化和根的形成、水分及矿物质的转运、调节植物激素介导的信号转导途径、小RNA的代谢调控以及环境胁迫应答等多个方面。 马铃薯是一种世界范围内的重要农作物,是人类生产生活的重要原料之一,随着功能基因组等测序工作进程的加快,目前马铃薯已有大约16%的基因组完成测序。但由于目前对植物中保守性miRNA的预测及验证大部分仍集中在几种模式植物上,例如:拟南芥、水稻、玉米、大豆等。对于马铃薯中的miRNA的研究目前在国内外只有两篇报道,且由于基因组数据库的限制,所报道条数也有限。鉴定潜在的马铃薯miRNA及其靶基因对进一步研究各miRNA在调控植物体生长发育、新陈代谢中的作用及培育高产、抗逆性强的转基因品种都具有指导意义。 本研究通过在马铃薯的EST核酸数据库中检索其他20种植物中已报道的miRNA,预测出了71条潜在miRNAs,其中65条为首次被预测到。大部分被预测到的马铃薯miRNA家族含有一到三条miRNA,序列分析显示,候选的前体miRNA序列长度分布于48-224bp。 为进一步验证所预测到的miRNAs,采用茎环状RT引物及荧光定量RT-PCR来分析出芽30天左右时期的马铃薯不同组织中的7条miRNA及其中5条靶标mRNA的表达水平。结果显示,所有选定的miRNA都被成功检测到。除了miR159和miR164呈现出不同的表达模式外,7条miRNA中大多数成员的最高表达水平都出现在叶片中,最低表达水平出现在茎组织中。这几种不同miRNA在根、茎、叶、茎尖组织中的特定表达水平可能与其在马铃薯营养生长及器官形成中的特殊调控作用相关。此外,靶基因检测结果显示,各靶标mRNA在马铃薯各组织中也呈现出差异性表达模式。其中对靶标MYB、ARF8、AGO1的mRNA扩增效果较好,且表达水平经分析比较符合目前对各靶基因在模式植物如拟南芥中功能的报道,说明各miRNA对该阶段马铃薯的营养生长也起着相似的调节作用。……   
[关键词]:马铃薯;miRNA;预测;靶标mRNA;荧光定量RT-PCR
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江理工大学2010年