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。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
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
引言
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 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
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（Transacting siRNA）、natsiRNA（Natural antisense transcriptderived siRNA）和piRNA（Piwiinteracting 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（Dicerlike 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（RNAinduced 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。
花作为植物最重要的经济器官，对花的生长发育、逆境抗性等涉及的生理生化活动的研究一直是分子生物学较为活跃的领域。大量研究表明，miRNA在植物花器官生理生化活动中有着重要的调控作用，不断有相关的miRNA被鉴定。但很多研究仅停留在某个miRNA的作用机制，而未将若干miRNA联系在一起，难以形成一个系统的调控机制，对参与植物花器官调控的各个miRNA的重要程度也无从比较。随着越来越多miRNA的不断发现以及对其了解的不断深入，从网络层面探究miRNA调控机制为miRNA研究提供了一个全新的思路。大量研究表明，同一miRNA可以调控多个不同的靶基因，同一靶基因也可以受到多个miRNA的共同调控。miRNA的这种协同调控作用使得调控方式多样性大大增加，从而能够满足时空上基因精准表达的需求。通过生物信息学方法建立miRNA与编码基因间的靶向调控关系，构建miRNA调控网络，有助于深入了解二者之间复杂的相互作用关系，进一步理解miRNA的作用机制，预测未知miRNA的功能，同时有助于从系统层面上更高效、全面地揭示miRNA涉及的基因表达调控过程。
拟南芥作为模式作物之一，在miRNA方面已有较为透彻的研究，大量miRNA被成功鉴定。本研究通过生物信息学方法对拟南芥花器官中miRNA进行靶基因预测，并构建拟南芥花器官中的miRNA调控网络，以期更深入了解miRNA在植物体内的生物学功能、调控途径和作用机制等内容，从而进一步将研究成果应用到其他作物中，为解决实际生产中的各种问题提供帮助。
1 数据与方法
1.1数据来源
1.1.1 miRNA序列数据获取 在miRNA数据库miRBase 21.0 (http://www.mirbase. org/) [5] “Browse”模块下检索拟南芥miRNA，下载并整理其中全部成熟miRNA及miRNA前体序列，以.fa格式储存。
1.1.2降解组测序数据获取 利用NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)中的“GEO DataSets”模块检索拟南芥降解组测序数据，并根据相应注释（包括来源组织、实验处理方式、测序方法等），筛选可用拟南芥花组织降解组测序文件共10个，以.txt形式下载。分别为GSM278334[6]、GSM278335[6]、GSM284751[7]、GSM284752[7]、GSM280226[8]、GSM280227[8]、GSM1263708[9]、GSM1263709[9]、GSM1263710[9]、GSM1263711[9]。
1.1.3 sRNA序列数据获取 利用NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)中的“GEO DataSets” 检索拟南芥small RNA不同组织（花、叶、根、幼苗）测序数据，以.txt形式下载。分别为GSM707682[10]、GSM707683[10]、GSM707684[10]、GSM707685[10]。

原文链接：http://www.jxszl.com/swgc/smkx/560726.html