萱草miRNA表达谱构建及低温诱导差异性分析

【摘要】冷害是植物主要的逆境胁迫之一,对植物正常的生长发育和产量影响较大。研究表明,miRNA不仅能够激活和调控植物的某些重要功能基因,而且可以在很大程度上提高植物的抗逆性。因此,研究如何充分地利用miRNA的生理功能来提高植物的抗寒性具有重要的理论和实践意义。萱草[Hemerocallisfulva(L.)L.Hongbaoshi]可待发掘与利用抗逆性基因较多,其较强的抗寒性尤为引人关注。因此,本研究以萱草的抗寒性作为出发点,利用先进的1-niRNA高通量测序技术与生物信息学方法,对萱草冷胁迫相关的miRNA进行搜索与鉴定,对萱草miRNA的差异表达情况进行分析,预测发现萱草中新的miRNA及其在冷胁迫下的基因调控模式,从而深化对于萱草抗寒性分子机制的理解,初步探讨miRNA在萱草抗寒性反应中所起的调控作用；为进一步挖掘萱草低温应答基因及其相关作用元件提供理论依据。主要研究结果如下：1.常温和低温下萱草小分子RNA各长度类型小RNA所占的比例与分布情况大体一致,其中24nt的sRNA均为主要类型,两样品中24ntsRNA分别为小RNA总数的45.53和47.42%。2.在常温和低温条件分别得到14843184和16072575条片段序列信息,其中包括14064385和15309725种小RNA片段；“干净”序列片段经sRNA分类注释筛选后,分别获得了1055466条和799994条miRNA片段。3.本研究在两个温度条件下得到的萱草小分子RNA,与水稻基因组的特异性匹配率均较低,其中24nt小分子RNA在水稻基因组上的分布与重复序列的分布之问均不存在相关性。有较多的21nt小分子RNA可以匹配到水稻的染色体上,从而表明在进化上21nt的小分子相对于24nt小分子RNA更为保守；能够匹配到水稻染色体上的热点区域较少。4.本研究获得的miRNA数据通过与水稻miRNA数据库比对发现,单子叶中植物常见的miR403、miR472和miR479均未在两个样品中检测到；有19个miRNA受低温影响表达量发生显著变化,它们分别属于水稻miRNA数据库中的8个miRNA家族,其中11个miRNA表达量显著下降,8个miRNA表达量显著上升,miR167家族的miRNA表达量呈现显著差异变化的miRNA家族成员最多。5.通过与所有植物的miRNA数据库进行比对分析发现,两个温度条件下只有少数miRNA随着温度的降低出现显著差异,其中26个miRNA在低温胁迫后表达量极显著上调表达,极显著下调表达的miRNA有30个,9个miRNA的表达量则为显著上调表达或下调表达。其中包括与低温胁迫有关的miRNA家族,如miRNA391,miRNA393,miRNA396,miRNA397;与花发育相关的miRNA家族,如miRNA159,miRNA169,miRNA172;高丰度表达的miRNA家族,如miRNA165家族,miRNA168,miRNA2911等miRNA家族；绝大部分的miRNA表达量差异不显著。6.本研究通过同源搜索在常温和低温条件下共得到出41个新的萱草特异miRNA;其中在10℃条件下发现25个新的miRNA,有20个新miRNA可以预测到靶基因,靶基因位点数为197个；-25℃条件下发现16个新的miRNA,且均可以预测到靶基因,靶基因位点数为193个；在这41个新的miRNA中,有21个能够测到它的miRNA*存在。本研究中miRNA通过对不同靶基因的调节,不仅参与萱草的低温逆境胁迫响应过程,而且对萱草的生长发育过程起到了一定的调控作用。
【作者】安凤霞；
【导师】李富恒；
【作者基本信息】东北农业大学，植物学，2014，博士
【关键词】萱草；低温诱导；高通量测序；miRNA；代谢通路；

【参考文献】
[1]杨新.《低碳发展：关键问题》（第十五章和第十八章）翻译报告[D].四川外国语大学,翻译（专业学位）,2014,硕士.
[2]袁野.一种新型三轴微加速度计的设计与制作[D].国防科学技术大学,机械工程,2012,硕士.
[3]段嫚娟.An Integrated Approach to Anaphora[D].浙江大学,外国语言学及应用语言学,2003,硕士.
[4]钱鹏翔.基于“知与行”关系范畴的医患关系问题研究[D].广州中医药大学,科学技术哲学,2013,硕士.
[5]史志结.纳米铁酸银和四氧化三钴半导体的制备及应用研究[D].安徽师范大学,2014.
[6]王纪良.基于移动通信开放业务能力平台的云存储系统设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[7]吴振宇.基于系统可靠性理论的滑坡治理优化对比设计[D].长安大学,地质工程,2014,硕士.
[8]周密.论我国公民选举权利救济制度的完善[D].湖南师范大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[9]索慧.上市公司募集资金投向与产业结构调整[D].山东财经大学,金融学,2012,硕士.
[10]吴婷婷,王雪峰,蒋永进,周丽萍.边界掺Be原子石墨纳米带的自旋输运性质研究[J].浙江师范大学学报(自然科学版),2012,01:65-69.
[11]韩永闯.极小极大问题的束方法算法[D].辽宁师范大学,运筹学与控制论,2012,硕士.
[12]李振洲.清代藏传佛教在准噶尔部的传播及其影响研究[D].西南民族大学,中国少数民族史,2013,硕士.
[13]温省云.小波变换在isochore边界识别中的应用[D].天津大学,生物物理学,2004,硕士.
[14]王娜娜.农村小学研究型教师成长的困境与出路[D].西南大学,教育学原理,2013,硕士.
[15]高亚辉,刘志远,陈虹.基于异步观测器的离散分段仿射系统控制:LMI方法(英文)[J].自动化学报,2009,10:1341-1346.
[16]嵇健锋.地下空间权研究[D].苏州大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[17]张慧娟,翟丹丹,贺洋.石墨烯基水凝胶的研究进展[J].高分子通报,2014,11:45-52.
[18]刘辉.硫酸盐侵蚀与冻融循环双重因素对混凝土耐久性的影响[D].西南交通大学,结构工程,2013,硕士.
[19]李新旭.我国结核病和肠道寄生虫病双重流行的研究[D].中国疾病预防控制中心,流行病与卫生统计学,2014,博士.
[20]李屹.“网安公司”工作标准化建设研究[D].西南交通大学,工商管理,2012,硕士.
[21]姜富刚.新疆林业专利保护研究[D].新疆大学,法律,2013,硕士.
[22]代贤忠,沈沉,陈颖,汤蕾,林韩,黄道姗.自律分散的多维度电网薄弱环节跟踪及分析系统设计与实现[J].电力系统自动化,2015,04:82-88.
[23]李丹丹.我国区域创新网络时空演化特征研究[D].南京师范大学,人文地理学,2012,硕士.
[24]高群.非线性演化方程精确解的几个构造性方法[D].渤海大学,基础数学,2013,硕士.
[25]张先军.PC——PLC混匀取料系统的研制[D].武汉理工大学,机械电子工程,2004,硕士.
[26]彭春江.辐射检测机器人的机构设计及控制[D].太原理工大学,机械电子工程,2004,硕士.
[27]姜弢,林君.相控震源与组合震源地震信号检测结果对比[J].控制与决策,2004,12:1345-1348+1353.
[28]赵虎辰.基于软件无线电平台的OFDM通信系统设计与实现[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[29]刘锦胜.基于MDA的模型转换技术研究[D].杭州电子科技大学,计算机软件与理论,2011,硕士.
[30]麻士东.飞机起落架缓冲系统动力学仿真研究[D].南京航空航天大学,载运工具运用工程,2004,硕士.
[31]李香玲.校本课程开发对教师的要求[D].湖南师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[32]姚清馨.栾川中鱼库钼多金属矿成矿地质特征及找矿预测[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2014,硕士.
[33]孟宇.欠薪保障法律制度研究[D].辽宁大学,法律,2012,硕士.
[34]陆静.我国安乐死法律问题的研究[D].安徽大学,法律,2012,硕士.
[35]龙安.论新闻的倾向性[D].中国社会科学院研究生院,新闻学,2003,硕士.
[36]杨爽.ESA教学模式在大学预科班英语教学中的应用[D].渤海大学,课程与教学论,2014,硕士.
[37]张泽平.中国电信郴州分公司企业战略执行力研究[D].湖南大学,工商管理,2011,硕士.
[38]王珂.对首都体育学院运动训练专业篮球专项学生功能动作筛查结果的研究[D].首都体育学院,体育教育训练学,2013,硕士.
[39]李娜.我国上市公司债务融资结构与公司绩效的关系研究[D].山西财经大学,金融学,2013,硕士.
[40]杨思嘉.675名中小学生发样中六种矿物质元素含量与生长发育状况的相关性分析[D].吉林大学,流行病与卫生统计学,2013,硕士.
[41]雷栋.LTE下行关键技术研究与实现[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2010,硕士.
[42]牛铁英.一种不对称镍酞菁的合成、表征及其性质的研究[D].东北师范大学,有机化学,2012,硕士.
[43]姚念龙.当代中国大学生主流政治意识及其形成机制研究[D].北京交通大学,2014.
[44]王博.光栅式自由立体显示系统多视点图像生成与图像分离度检测技术研究[D].吉林大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[45]刘晗阳.对先心病患儿康复的社会工作实务研究[D].吉林大学,社会工作,2013,硕士.
[46]汪树穹.我国劳动教养替代性制度研究[D].贵州民族大学,法律,2014,硕士.
[47]曾佳.汉语“吃”的隐喻研究[D].西南大学,英语语言文学,2013,硕士.
[48]赵渤.人为价值研究[D].复旦大学,2004.
[49]范家灵.残雪小说意象与精神灵魂探索[D].西南大学,现当代文学,2013,硕士.
[50]王智飞.低分辨率人脸识别算法研究[D].北京交通大学,2013.