水稻穗小RNA调控网络的构建与分析
毕业论文关键词：小RNA；水稻；高通量测序穗；调节网络
Comprehensive Analysis of panicle Small RNA Regulatory Networks in Rice
Abstract: The short non-coding RNAs, often called small RNAs, play critical roles in plant biological processes usually by mRNA cleavage or translation inhibition at the post-transcription level.We systemically investigated panicle small RNAs in rice by using the high-throughout small RNA sequencing data in this study. Briefly, we identified a total of 3 panicle-specific microRNAs, 44 panicle-specific sRNAs. Utilizing both bioinformatics-predicted and degradome-based small RNA-target interactions, we constructed panicle-specific small RNA regulatory networks in rice. This work provides a comprehensive view of panicle-specific small RNAs and broadens our understanding of small RNA regulatory networks involved in panicle development in rice.
Key words: small RNA; rice; high-throughput sequencing; panicle; gene regulatory network
目录
摘要 3
关键词3
Abstract 3
Key words 3
引言 3
1 材料与方法 4
1.1 高通量测序数据来源 4
1.2 高通量测序表达归一化 4
1.3 miRNA定量4
1.4 microRNA、sRNA在穗中的差异表达分析5
1.5 miRANs和sRNAs的靶基因预测和降解组鉴定 5
2结果与分析 5
2.1 高通量测序数据的分析 5
2.2 水稻穗差异表达miRNAs和sRNAs的鉴定6
2.3 sRNA和miRNA的靶基因预测和GO富集 7
2.4 降解组验证和small RNA调节网络构建 8
3 讨论 10
致谢11
参考文献 11
水稻穗小RNA调控网络构建与分析
MicroRNA( miRNA)是一类长度约21~25 nt，存在于动植物体内的内源性小RNA，对生物体的转录后基因调控起着关键作用[1-5]。在植物中，多数miRNA基因定位于基因间隔区，细胞核内miRNA主要在RNA聚合酶II(Pol-II)的作用下转录为具有发卡结构的初级转录本(pri-miRNA)[6,7]；随后在双链RNA结合蛋白HYLI(hyponastic leaves1)[8]、锌脂蛋白SE(serrate)[9]、G端结合蛋白TGH (touch)[10]等蛋白的作用下，pri-miRNA被双链RNA专一性内切酶DCL(dicer-like)切割生成茎环状前体pre-miRNA[11]；紧接着DCL在pre-miRNA的茎环处进行第二次切割，形成miRNA双链聚合体miRNA /miRNA*(miRNA*为反义链)[12]；然后甲基转移酶HEN1( hua enhancer1)对miRNA /miRNA*进行甲基化修饰，防止其降解；修饰后的miRNA/miRNA*在转运蛋白HST( hasty)的作用下从细胞核输出到细胞质中[13]。在细胞质中,miRNA双链聚合体解旋，反义链miRNA*被降解，成熟的单链miRNA结合到含有AGO (argonaute)蛋白和RNA解旋酶的RNA诱导沉默复合体(RISC)中，指导靶基因的表达[14,15]。
随着研究的深入，植物中越来越多的miRNA被克隆和鉴定，功能体现在植物发育的诸多方面。穗型(穗部形态)作为与水稻籽粒产量和品质密切相关的因素之一，已经成为分子生物学家和育种学家关注的重点研究方向之一。作为全球主要的粮食作物，水稻产量直接关系着粮食安全。水稻种子发育、分蘖、光合作用面积和营养物质的运输等都是影响产量的重要因素。许多miRNA既调控水稻生长发育，又影响水稻形态建成。如过表达miR393的转基因水稻植株出现旗叶倾角变大、分孽增加和开花延迟的表型[16,17]。
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