:sRNA是一类相对分子质量较小的、非编码的small RNA，它们主要在转录后水平对靶mRNA进行切割或抑制mRNA的翻译来调控基因的表达。本研究利用水稻日本晴根、幼苗、茎、叶、花絮、穗和种子7个组织的small RNA原始高通量测序结果，在水稻穗找到了16个差异表达的miRNA，44个差异表达的sRNA。利用生物信息学预测和降解组验证构建了穗部特异表达的small RNA的调节网络。本文通过对水稻日本晴穗部特异表达的sRNA进行分析和调节网络的构建，有助于更好地了解small RNA及其靶基因在水稻穗发育过程中的作用，进一步解析small RNA在水稻生长发育中的调控机制。
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
引言
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[15]。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(PolII)的作用下转录为具有发卡结构的初级转录本(primiRNA)[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 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
)[10]等蛋白的作用下，primiRNA被双链RNA专一性内切酶DCL(dicerlike)切割生成茎环状前体premiRNA[11]；紧接着DCL在premiRNA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]。
水稻株型的构成因素包括植株高度、分蘖数目、分蘖角度以及穗型等。穗的形成过程是一个涉及腋生分生组织发育、花序结构建成和籽粒发育的复杂生理生化过程，目前已经克隆和研究了很多在各个层面影响水稻穗发育的基因。近年来，一些在水稻穗发育过程中发挥调控作用的重要基因陆续被克隆，它们有的参与调控腋生分生组织的起始，如：LAX PANICLE1（LAX1)基因和LAX PANICLE2 (LAX2)基因[18]、FRIZZY PANICLE (FZP)基因[19]、MONOCULM1(MOC1)基因[20]、SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEINLIKE14(OsSPL14）基因；有的参与调控穗发育过程中分生组织发育时间的转换，如：RCN1和RCN2基因[21]、ABERRANT PANICLE ORGANIZATION2(AP02)/RFL基因[22]、APO1基因[23]、LARGER PANICLE (LP)基因[24]；有的参与调控枝梗及穗长，如：SHORT PANICL1（SP1）基因[25]、PANICLE PHYTOMER1 (PAP1)基因[26]、DENSE AND ERECT PANICLEIDEP1(DEP1)基因[27]、有的参与调控花序结构内多种分生组织的细胞特性，如ABERRANT SPIKELET AND PANICLE1 (ASP1 )基因[28]。
鉴定miRNA的方法主要有3种：实验克隆、生物信息学以及正向遗传学。在miRNA研究的初期，生物信息学方法发挥了非常重要的作用，而且它主要集中在miRNA和miRNA靶基因的预测两个方面，它是分析miRNA不可或缺的手段。
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。水稻株型的构成因素包括植株高度、分蘖数目、分蘖角度以及穗型等。穗的形成过程是一个涉及腋生分生组织发育、花序结构建成和籽粒发育的复杂生理生化过程，目前已经克隆和研究了很多在各个层面影响水稻穗发育的基因。虽然一些关于水稻产量性状的基因已经被鉴定，但是我们对其形成的机制和调控网络了解还有限。本文通过鉴定水稻日本晴穗部的差异表达基因，并通过降解组验证，调节网络构建，深入了解miRNA及其靶基因对水稻穗部生长发育的调控作用，为提高水稻产量和培育新的种质资源提供线索和思路。
1 材料与方法

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