基于基因组的绒毛状烟草和林烟草microRNA 及其靶基因分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 李凌

作者： 李凌;张磊;晁江涛;龚达平;李凤霞;王倩;丁安明;陈雅琼;孙亭亭;孙玉合

作者机构：

关键词： 绒毛状烟草;林烟草;miRNA;生物信息学;基因组

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2014 年 47 卷 10 期

页码： 1894-1903

收录情况： CSCD

摘要： [目的] 填补绒毛状烟草(Nicotiana tomentosiformis)和林烟草(Nicotiana sylvestris)在miRNA相关领域的研究空白,揭示普通烟草(Nicotiana tabacum)的生长发育调控机理。[方法] 在绒毛状烟草和林烟草全基因组中预测并分析miRNA及其靶基因,通过同源比对及miRNA前体二级结构特征进行预测:参考序列在绒毛状烟草和林烟草基因组的比对中,允许最多1—2个错配;miRNA二级结构为经典茎环结构,其中MEF最大值为-25,MEFI最小值为0.85,预测的miRNA与已知的同一家族的miRNA位于发夹结构的同一条臂上;去除E值小于等于1e-6的编码蛋白的序列。[结果] 在绒毛状烟草中得到39个家族的162条miRNA,包括14对正/反义miRNA和5个基因簇。在林烟草中得到40个家族的169条miRNA,包括13对正/反义miRNA和3个基因簇。2个野生烟草在保守度高的miRNA家族中,其成员分布相似,且成员数相近。在保守度相对较低的家族中,2个野生烟草其成员分布差异较为明显,其中,miR5021、miR5203等9个家族仅在绒毛状烟草中有成员,miR1446、miR1509等10个家族仅在林烟草中有成员。2种野生烟草的正义miRNA与反义miRNA都有着1—4个碱基差异,这些差异位点在不同的家族中呈现出偏好性,而且在2种野生烟草中偏好性相似:miR164家族的9、12、13个碱基处,miR172家族的1、21个碱基处,miR396家族的2、17个碱基处,miR399家族的15、20个碱基处。2种野生烟草的基因簇主要是由miR156、miR169家族组成,其前体的间距小于350 nt,同时在绒毛状烟草中首次发现miR6019/miR6020基因簇。以普通烟草的unigene数据库作为靶基因集进行预测与分析,在绒毛状烟草122条miRNA中得到749个靶基因,去掉重复基因得到非冗余靶基因206条,其中89条(43%)得到GO功能注释;在林烟草中117条miRNA得到650个靶基因,去掉重复基因得到非冗余靶基因169条,其中78条(46%)得到GO功能注释。在分子功能方面,大多数靶基因具有结合等活性。在生物学过程中,靶基因主要参与了发育过程、生殖过程、多细胞器官发育过程、胁迫应答过程等。[结论] 控制发育和多细胞器官发育过程的靶基因数方面以林烟草居多,而胁迫应答的靶基因数以绒毛状烟草较多。

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