作物杂志,2022, 第2期: 5463 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.02.008
卢平1(), 康庆芳1, 赵孟瑶1, 张凤洁2, 武强强2, 马芳芳2, 王宇珅2, 韩渊怀2, 王兴春1, 李雪垠1,*()
Lu Ping1(), Kang Qingfang1, Zhao Mengyao1, Zhang Fengjie2, Wu Qiangqiang2, Ma Fangfang2, Wang Yushen2, Han Yuanhuai2, Wang Xingchun1, Li Xueyin1,*()
摘要:
microRNA广泛参与植物中多个生长发育过程,miR169家族是最保守的miRNA家族之一。对谷子miR169(sit-miR169)家族进行生物信息学分析,包括染色体分布、系统进化、碱基保守性、二级结构和sit-miR169及其靶基因的表达。鉴定了15个sit-miR169,分布于7条染色体上。系统进化分析显示,sit-miR169家族前体sit-MIR169大致可以分为2簇,部分sit-MIR169成员与水稻osa-MIR169家族成员亲缘关系较近。sit-miR169的前体均可形成稳定的二级茎环结构,成熟体均产生于前体的5′端臂上,且成熟序列的碱基保守性很强。sit-miR169在花、叶和根中均有表达,具有明显组织表达特异性。sit-miR169的靶基因主要是NF-YA转录因子基因,此外还有L型凝集素类受体蛋白激酶、ω-6脂肪酸去饱和酶、转运蛋白Sec1a、SDG40蛋白、环指跨膜蛋白和核糖体大亚基假尿苷合酶SVR1基因等。miR169通过调控靶基因,尤其是NF-YA的表达量来影响植物的生长发育和对环境的应答。谷子NF-YA基因主要在根和穗中表达,表现出明显的组织表达特异性。此外,sit-miR169靶基因的表达受环境诱导,如干旱条件能进一步诱导Seita.9G521100基因在根中的表达。
[1] | 刁现民. 中国谷子产业与产业技术体系. 北京: 中国农业科学技术出版社, 2011. |
[2] |
Diao X M, Schnable J, Bennetzen J L, et al. Initiation of Setaria as a model plant. Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 2014, 1(1):16.
doi: 10.15302/J-FASE-2014011 |
[3] |
Yang Z R, Zhang H S, Li X K, et al. A mini foxtail millet with an Arabidopsis-like life cycle as a C4 model system. Nature Plants, 2020, 6(9):1167-1178.
doi: 10.1038/s41477-020-0747-7 |
[4] |
Bennetzen J L, Schmutz J, Wang H, et al. Reference genome sequence of the model plant Setaria. Nature Biotechnology, 2012, 30(6):555-561.
doi: 10.1038/nbt.2196 pmid: 22580951 |
[5] |
Zhang G Y, Liu X, Quan Z W, et al. Genome sequence of foxtail millet (Setaria italica) provides insights into grass evolution and biofuel potential. Nature Biotechnology, 2012, 30(6):549-554.
doi: 10.1038/nbt.2195 |
[6] |
杨丽娟, 李世访, 卢美光. miRNA 在植物病原调控方面的研究进展. 生物技术通报, 2020, 36(1):101-109.
doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-1045 |
[7] | 郁佳雯, 郁佳雯, 韩荣鹏, 等. microRNA 在植物生长发育中的研究进展. 分子植物育种, 2020, 18(5):1496-1504. |
[8] |
张翠桔, 莫蓓莘, 陈雪梅, 等. 植物 miRNA 作用方式的分子机制研究进展. 生物技术通报, 2020, 36(7):1-14.
doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0262 |
[9] | Wang Y Q, Li L, Tang S, et al. Combined small RNA and degradome sequencing to identify miRNAs and their targets in response to drought in foxtail millet. BMC Genetics, 2016, 17(1):1-16 |
[10] |
Xu M Y, Zhang L, Li W W, et al. Stress-induced early flowering is mediated by miR169 in Arabidopsis thaliana. Journal of Experimental Botany, 2014, 65(1):89-101.
doi: 10.1093/jxb/ert353 |
[11] | 赵胜利.Osa-miR169 调控水稻对稻瘟病菌免疫机理的研究. 成都:四川农业大学, 2017. |
[12] |
Zhao B T, Ge L F, Liang R Q, et al. Members of miR-169 family are induced by high salinity and transiently inhibit the NF-YA transcription factor. BMC Molecular Biology, 2009, 10(1):1-10.
doi: 10.1186/1471-2199-10-1 |
[13] |
Luan M D, Xu M Y, Lu Y M, et al. Expression of zma-miR169 miRNAs and their target ZmNF-YA genes in response to abiotic stress in maize leaves. Gene, 2015, 555(2):178-185.
doi: 10.1016/j.gene.2014.11.001 |
[14] |
Ni Z Y, Hu Z, Jiang Q Y, et al. GmNFYA3,a target gene of miR169,is a positive regulator of plant tolerance to drought stress. Plant Molecular Biology, 2013, 82(1/2):113-129.
doi: 10.1007/s11103-013-0040-5 |
[15] | 尹海龙.大豆 miR169d 的表达分析及功能验证. 长春:吉林农业大学, 2013. |
[16] | 孙广鑫, 栾雨时, 崔娟娟. 番茄中与致病密切相关 miRNA 的挖掘及特性分析. 遗传, 2013, 36(1):69-76. |
[17] | 董云, 王毅, 靳丰蔚, 等. 油菜 Bna-miR169d 基因的分离与过表达初步分析. 西北农业学报, 2016, 25(12):1809-1815. |
[18] | 刘志祥, 曾超珍, 谭晓风. 杨树 MIR169 基因家族分子进化分析. 遗传, 2013, 35(11):1307-1316. |
[19] | 方辉, 曲俊杰, 孙嘉曼, 等. 葡萄 miR169 及其靶基因的生物信息学分析. 南方农业学报, 2017, 48(8):1329-1334. |
[20] | Donati G, Gatta R, Dolfini D, et al. An NF-Y-dependent switch of positive and negative histone methyl marks on CCAAT promoters. PLoS ONE, 2008, 3(4):e2066. |
[21] | Nelson D E, Repetti P P, Adams T R, et al. Plant nuclear factor Y (NF-Y) B subunits confer drought tolerance and lead to improved corn yields on water-limited acres. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007, 104(42):16450-16455. |
[22] | Sinha S, Maity S N, Lu J F, et al. Recombinant rat CBF-C,the third subunit of CBF/NFY,allows formation of a protein-DNA complex with CBF-A and CBF-B and with yeast HAP2 and HAP3. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1995, 92(5):1624-1628. |
[23] |
Li W X, Oono Y, Zhu J H, et al. The Arabidopsis NFYA 5 transcription factor is regulated transcriptionally and posttranscriptionally to promote drought resistance. The Plant Cell, 2008, 20(8):2238-2251.
doi: 10.1105/tpc.108.059444 |
[24] | Guo Z L, Kuang Z, Wang Y, et al. PmiREN:a comprehensive encyclopedia of plant miRNAs. Nucleic Acids Research, 2020, 48(D1):1114-1121. |
[25] |
Chen C J, Chen H, Zhang Y, et al. TBtools-an integrative toolkit developed for interactive analyses of big biological data. Molecular Plant, 2020, 13(8):1194-1202.
doi: 10.1016/j.molp.2020.06.009 |
[26] |
Crooks G E, Hon G, Chandonia J M, et al. WebLogo:a sequence logo generator. Genome Research, 2004, 14(6):1188-1190.
doi: 10.1101/gr.849004 pmid: 15173120 |
[27] | Dai X B, Zhuang Z H, Zhao P X. psRNATarget:a plant small RNA target analysis server (2017 release). Nucleic Acids Research, 2018, 46(W1):49-54. |
[28] |
Zhang Z H, Teotia S, Tang J H, et al. Perspectives on microRNAs and phased small interfering RNAs in maize (Zea mays L.):functions and big impact on agronomic traits enhancement. Plants, 2019, 8(6):1-17.
doi: 10.3390/plants8010001 |
[29] |
Devos K M, Wang Z M, Beales J, et al. Comparative genetic maps of foxtail millet (Setaria italica) and rice (Oryza sativa). Theoretical and Applied Genetics, 1998, 96(1):63-68.
doi: 10.1007/s001220050709 |
[30] | 徐妙云, 朱佳旭, 张敏, 等. 植物miR169/NF-YA调控模块研究进展. 遗传, 2016, 38(8):700-706. |
[31] | 戴晓峰, 肖玲, 武玉花, 等. 植物脂肪酸去饱和酶及其编码基因研究进展. 植物学报, 2007, 24(1):105-113. |
[1] | 刘攀锋, 秦杰, 郝爽楠, 王丹立, 杨武德, 冯美臣, 宋晓彦. 硒肥浓度、施用时期和施肥方式对不同谷子品种产量和籽粒硒含量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 182188 |
[2] | 郭永新, 周浩, 孙鹏, 王雅情, 马珂, 李晓瑞, 董淑琦, 郭平毅, 原向阳. 种植方式对不同地区张杂谷10号抗倒伏特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 195202 |
[3] | 赵利蓉, 马珂, 张丽光, 汤沙, 原向阳, 刁现民. 不同生态区谷子品种农艺性状和品质分析[J]. 作物杂志, 2022, (2): 4453 |
[4] | 尹桂芳, 段迎, 杨晓琳, 蔡苏云, 王艳青, 卢文洁, 孙道旺, 贺润丽, 王莉花. 苦荞FtC4H基因克隆与生物信息学分析[J]. 作物杂志, 2022, (1): 7783 |
[5] | 李会霞, 刘红, 王玉文, 田岗, 刘鑫, 郑植尹. 谷子抗除草剂杂交种去除假杂种技术研究[J]. 作物杂志, 2021, (6): 7277 |
[6] | 刘鑫, 李会霞, 田岗, 王玉文, 刘红, 曹晋军, 成锴, 王振华, 刘永忠, 李万星. 全生育期水分控制对谷子生长发育及品质的影响[J]. 作物杂志, 2021, (5): 181186 |
[7] | 王雨婷, 苗兴芬, 王帝. 萌发期耐莠去津谷子种质资源筛选及评价[J]. 作物杂志, 2021, (5): 194204 |
[8] | 高鹏, 郭美俊, 杨雪芳, 董淑琦, 温银元, 郭平毅, 原向阳. 谷子和玉米叶片光合荧光参数对烟嘧磺隆胁迫的响应差异[J]. 作物杂志, 2021, (3): 7077 |
[9] | 申洁, 王玉国, 郭平毅, 原向阳. 腐植酸对干旱胁迫下谷子幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响[J]. 作物杂志, 2021, (2): 173177 |
[10] | 贾苏卿, 禾璐, 杜艳伟. 不同耕作方式对旱区春谷根系发育、产量及水分利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2020, (5): 194198 |
[11] | 杨永青, 高芳芳, 马亚君, 陈鑫, 张杰. 山西省旱作农业区不同施肥处理对谷子产量、品质及经济效益的影响[J]. 作物杂志, 2020, (4): 195201 |
[12] | 赵训超,徐晶宇,盖胜男,魏玉磊,许晓萱,丁冬,刘梦,张今杰,邵文静. 高粱硬脂酰-ACP脱氢酶基因(SbSAD)家族鉴定及不同发育阶段表达分析[J]. 作物杂志, 2020, (2): 2027 |
[13] | 赵丽娟,袁红梅,赵丽伟,郭文栋,李志江,李祥羽,马金丰,李延东,宋维富,杨雪峰,刘东军. 谷子矮秆突变体d93090的表型变异及其对赤霉素的敏感性分析[J]. 作物杂志, 2019, (6): 2732 |
[14] | 宋健,晓宁,王海岗,陈凌,王君杰,刘思辰,乔治军. SiASRs家族基因的鉴定及表达分析[J]. 作物杂志, 2019, (6): 3342 |
[15] | 张笛,苗兴芬,王雨婷. 100份谷子品种资源萌发期耐盐性评价及耐盐品种筛选[J]. 作物杂志, 2019, (6): 4349 |
|