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马铃薯microRNA及其靶基因的预测与功能分析

李世风

  MicroRNAs (miRNAs)是一类约21-23 nt的非编码单链小RNA分子。已有研究表明,miRNA所调节的靶mRNA在很多植物的生物合成过程中起到重要作用,参与了根、茎、叶、花的形态发生、信号转导及不同环境的胁迫等。近年来,通过克隆手段和生物信息学方法,在植物上已鉴定出上百种miRNA和它的靶序列,但是主要集中在拟南芥、玉米等一些模式植物中,而且很多miRNA的功能尚不清楚。 马铃薯(Solanum tuberosum L.)是世界上主要粮食和蔬菜兼用作物之一。目前通过计算机预测法已获得了80多条马铃薯的miRNAs及其可能调控的靶基因。但与其他生物相比,目前已鉴定的马铃薯miRNA基因还远未达到饱和,而且对它们的生物功能尚不清楚。本研究将利用计算机预测法获得马铃薯新的miRNA,并明确其作用的靶基因,以期有目的地利用miRNA进行马铃薯的遗传改良,从而为进一步培育优质、高效、抗逆的马铃薯新种质奠定理论基础。取得的主要研究结果如下: 1.本文根据miRNA序列在植物中的高度保守性,通过拟南芥、水稻、玉米等植物中已知的miRNA序列,与马铃薯的表达序列标签(EST)、基因组测序序列(GSS)以及核酸数据库(nr)中的序列进行比对,最后通过在线比对软件blastx去掉编码序列,共发现32条新的miRNAs,这32条miRNAs前体通过RNAfold分析均可折叠形成miRNA家族的标准二级结构。 2.利用新发现的马铃薯miRNAs通过在线软件miRU和miRU2与编码蛋白的数据库比对,通过靶基因预测,共预测到了100个靶基因,这些靶基因分别编码与植物生长发育、新陈代谢、信号转导、转录调节、胁迫反应等相关的蛋白。 3.通过对miRNA 167b和miRNA482b两条miRNAs进行RT-PCR实验,发现马铃薯miR167b在芽、茎和根组织中有稳定的表达,而在叶组织中却没有表达。miR482b在马铃薯的芽、叶、茎和根中均有表达,在芽、茎和根中表达丰度比较高,但是在叶组织中表达量非常少,反映了miRNA的组织特异性表达。……   
[关键词]:马铃薯;microRNA;计算机预测;靶基因;RT-PCR
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:甘肃农业大学2010年