摘要： miRNA是近年来被发现并获得广泛关注的一类小分子非编码RNA，普遍存在于真核生物中，可在转录水平及转录后水平负调控靶基因表达，从而在植物生长发育、信号转导及对逆境胁迫的适应性方面起到重要调控作用。本研究在获取拟南芥现有miRNA序列的基础上，通过软件预测其靶基因，并利用拟南芥降解组序列对靶向关系进行验证，在此基础上构建了miRNA-靶基因调控网络。通过分析该网络，对网络中的miRNA关键因子、重要家族及组织特异性miRNA进行研究，并分析了其中几种局部典型网络结构，以期为植物miRNA调控机制的进一步研究提供参考。41921

毕业论文关键词：拟南芥；花组织；microRNA调控网络；靶基因预测；降解组测序 

Construction and analysis of miRNA regulatory network of Arabidopsis thaliana floral tissue

Abstract: miRNAs are a group of noncoding small RNAs which was found recently and attracted wide attention. They extensively exist in eukaryotic, and control target gene expression as negative regulators in transcriptional or posttranscriptional level, thus play an important role on regulation of plant development, signal transduction and capacity under stressed condition. Based on current miRNA sequences, target genes was predicted by software and validated with degradome sequences in our study, the result of which was used to construct the miRNA regulatory network of Arabidopsis thaliana floral tissue. With this network, we have investigated hub-miRNAs、important miRNA families and tissue specific miRNAs in it, and analysed topological structures of several specific subnetworks, in hope of providing an effective basis for further study on miRNA regulation mechanism of plant.

Key words: Arabidopsis thaliana；floral tissue；microRNA regulatory network；target prediction；degradome sequence

目  录

摘要3

关键词…3

Abstract3

Key words…3

引言3

1数据与方法…4

1.1数据来源 …4

1.1.1 miRNA序列数据获取 …4

1.1.2 降解组测序数据获取 4

1.1.3 sRNA序列数据获取5

1.2方法 …5

1.2.1 miRNA靶基因初预测5

1.2.2降解组测序数据鉴定5

1.2.3花组织特异性miRNA筛选5

1.2.4 miRNA调控网络构建5

2结果与分析…5

2.1拟南芥花miRNA调控网络关键分子分析…5

2.2拟南芥花miRNA调控网络重要miRNA家族分析…7

2.3拟南芥花miRNA调控网络组织特异性miRNA分析…10

3讨论 11

致谢…13

参考文献…13

拟南芥花miRNA调控网络构建与分析

植物作为一个生命有机体，是由多种分子相互作用、协同调控的复杂生命系统。单个基因功能的鉴定远不能满足解决生产中实际问题的需要，对基因表达途径及调控机制的研究表现出越来越重要的作用。RNA干扰（RNA interference，RNAi）作为近年来发现的一种高度保守的基因表达调控机制日益受到人们关注。植物体内存在着多种不同类型的小分子RNA（small RNA，sRNA），它们通过RNAi在转录或转录后水平通过调控靶基因表达调节着植物各项生命活动。在植物中，根据其产生来源、结合效应蛋白和生物学功能等的不同，可将sRNA分为miRNA （microRNA）、siRNA（short interfering RNA）、tasiRNA（Trans-acting siRNA）、natsiRNA（Natural antisense transcript-derived siRNA）和piRNA（Piwi-interacting RNA）[1]。其中，miRNA是长度为20~24nt的非编码sRNA，对编码蛋白的基因表达起到负调控作用。研究发现，miRNA广泛存在于真核生物中，是最大的基因家族之一。miRNA基因通常位于编码基因间或内含子区域，在RNA聚合酶Ⅱ作用下首先转录成miRNA初级转录物，而后折叠成发夹结构前体[2]，再经DCL1（Dicer-like protein 1）剪切释放出成熟miRNA[3]，运输到细胞质后与Argonaute（AGO）蛋白结合形成沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC），靶向特定mRNA而发挥作用[4]。miRNA通过对靶mRNA进行转录后剪切、翻译抑制等方式调控基因表达，几乎参与了生物体中各种重要的生理、生化过程，尤其在植物生长发育、信号转导和逆境胁迫应答方面具有重要的调控作用。