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油菜mir156a的表达分析及对脂肪酸合成的影响

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分子植物育种 2023年

作者：刘芳何昊湖南文理学院生命与环境科学学院

微小核糖核酸(microRNA， mirNA)在植物生长发育中发挥重要作用，其中mir156a调控开花和脂肪酸合成。为探究油菜(Brassica napus L.)中mir156a与预测的靶基因和脂肪酸代谢之间的关系，为高油酸油菜分子育种提供一定的科学依据，本研究利... 详细信息

微小核糖核酸(microRNA， mirNA)在植物生长发育中发挥重要作用，其中mir156a调控开花和脂肪酸合成。为探究油菜(Brassica napus L.)中mir156a与预测的靶基因和脂肪酸代谢之间的关系，为高油酸油菜分子育种提供一定的科学依据，本研究利用PLACE和PlantCARE网站分析mir156a启动子序列，发现存在调控脂肪酸合成基因的GT1consensus顺势调控元件，表明其参与脂肪酸合成。利用实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR， qRT-PCR)技术分析mir156a及其潜在靶基因在油菜种子不同发育时期中的表达模式，结果表明mir156a表达量随着种子的发育逐渐增加；3个潜在靶基因的表达量均先增后减，而且在25 d达到最大值。利用气相色谱分析脂肪酸各组分在种子发育不同时期的积累模式，结果显示，棕榈酸(Palmitic acid)、硬脂酸(Stearic acid)、油酸(Oleic acid)、亚油酸(Linoleic acid)、亚麻酸(Linolenic acid)的含量均在25 d开始迅速积累，与上述3个潜在靶基因的表达规律保持一致，而且mir156a与脂肪酸各组分间具有显著相关性；3个靶基因在油菜种子发育早期(15～25 d)与各脂肪酸组分间有显著相关性，表明在油菜种子发育前期，mir156a通过调节3个靶基因参与脂肪酸合成的调控。在油菜种子发育中后期(25～40 d)仅靶基因DY016031、DY011375与亚油酸显著相关，表明在油菜种子发育后期mir156a通过作用于靶基因DY016031和DY011375来调控亚油酸的代谢。通过分别比对油菜mir156家族成熟序列及前体序列(mirNA precusor， pre-mirNA)的系统进化分析，发现成熟序列保守性较高，且各成员间差异较小；pre-mirNA保守性低，且各成员间序列差异大，表明pre-mirNA可能是导致成熟mirNA功能差异的关键因素之一。

关键词：油菜 mir156a 表达分析脂肪酸启动子

观赏海棠‘王族’mir156a的克隆及功能验证

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北京农学院学报 2022年第2期37卷 28-32页

作者：刘嘉伟王杏随潘云雪侯颖慧张杰农业应用新技术北京市重点实验室/植物生产国家级实验教学示范中心/北京农学院植物科学技术学院北京102206

【目的】为了揭示mir156a对观赏海棠花色苷形成的调控作用。【方法】以观赏海棠红叶品种‘王族’为试验材料,确定pre-mir156a基因序列,构建pre-mir156a的过表达和沉默载体后转入‘王族’组培苗叶片。用分光光度法分析花色苷含量以及实... 详细信息

【目的】为了揭示mir156a对观赏海棠花色苷形成的调控作用。【方法】以观赏海棠红叶品种‘王族’为试验材料,确定pre-mir156a基因序列,构建pre-mir156a的过表达和沉默载体后转入‘王族’组培苗叶片。用分光光度法分析花色苷含量以及实时荧光定量检测花色苷相关基因的表达量。【结果】结果表明,在叶片中过表达mir156a花色苷含量降低;沉默mir156a花色苷含量上升。【结论】在观赏海棠中,mir156a负调控‘王族’叶片中花色苷生物合成。

关键词：海棠花色苷 mir156a

茶树mir156a靶基因SPL6和SPL9的克隆及表达分析

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茶叶科学 2017年第6期37卷 551-564页

作者：刘亚芹田坤红孙琪璐潘铖李叶云蒋家月江昌俊安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室安徽合肥230036 信阳师范学院河南省茶树生物学重点实验室河南信阳464000

MicroRNA156a-SQUAMOSA promoter binding-like protein(mir156a-SPLs)参与植物生长阶段转变、叶片形态建成和逆境胁迫等复杂的生理过程。基于茶树转录组数据,从茶树中克隆出2个SPL家族成员——CsSPL6和CsSPL9。CsSPL6 cDNA全长2 318 bp,ORF框长1 668 bp,编码555个氨基酸;CsSPL9 cDNA全长1 954 bp,ORF框长1 116 bp,编码371个氨基酸;CsSPL6和CsSPL9都有典型SBP结构域和Csn-mir156a识别位点。时空表达特性分析表明,Csn-mir156a在芽中表达量最高,第7叶中最低,与CsSPL6和CsSPL9呈负调控关系;不同品种(系)表达特性分析表明,Csn-mir156a的表达模式与新梢生长量、光合指标结果一致,与CsSPL6和CsSPL9表达模式相反,说明Csn-mir156a、CsSPL6和CsSPL9参与茶树生长过程,Csn-mir156a和CsSPLs可作为初步判断品种生长势强弱的分子手段;高温处理4个品种(系)表达特性表明Csn-mir156a与CsSPL9呈负相关,推断茶树在高温胁迫下Csn-mir156a可能通过负调控CsSPL9来增加耐高温性。Csn-mir156a负调控CsSPLs在茶树生长发育、逆境胁迫中发挥作用,为茶树生长和抗逆机制提供理论依据。

关键词：茶树生长势高温 mir156a SPL

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芥蓝mir156a家族进化特性及表达分析

西北植物学报 2020年第8期40卷 1313-1322页

作者：陈冰星陈泽源赵怡娇唐为玲 Gefu Wang-Pruski 郭容芳福建农林大学园艺学院福建农林大学-戴尔豪西大学联合实验室福州350002 福建农林大学园艺学院园艺植物生物工程研究所福州350002 戴尔豪西大学农学院植物食品和环境科学系加拿大特鲁罗NSB2N5E3

mirNA广泛参与植物的发育过程。芥蓝形态多样,叶片发育因品种而异。为了解mir156a家族的进化特性及其在芥蓝叶片发育中的表达模式。该研究对芥蓝mir156a成员及其前体pre-mir156a成员进行生物信息学分析,比较不同品种芥蓝叶形的差异,并采... 详细信息

mirNA广泛参与植物的发育过程。芥蓝形态多样,叶片发育因品种而异。为了解mir156a家族的进化特性及其在芥蓝叶片发育中的表达模式。该研究对芥蓝mir156a成员及其前体pre-mir156a成员进行生物信息学分析,比较不同品种芥蓝叶形的差异,并采用qRT-PCR方法分析芥蓝不同组织部位中pre-mir156a的表达水平、以及叶形相似的芥蓝品种‘翠宝’和‘改良香菇’中不同类型叶片的pre-mir156a成员及其靶基因的表达水平。结果表明:(1)多序列比对和进化树分析发现芥蓝mir156a家族成员和pre-mir156a-3p_1在进化过程中高度保守;二级结构预测发现pre-mir156a每个成员均能形成茎环结构并包含2~3个mir156a成员序列;靶基因预测显示mir156a-5p和mir156a主要靶向SPL,而mir156a-3p_1则靶向CTPS等不同的基因。(2)‘翠宝’和‘改良香菇’芥蓝的叶形最为相似,qRT-PCR分析显示,pre-mir156a在‘翠宝’营养生长期的叶片中高度表达。(3)pre-mir156a成员在‘翠宝’和‘改良香菇’不同类型叶片中差异表达,pre-mir156a主要在成熟叶和菇叶中表达,而pre-mir156a-3p_1和pre-mir156a-5p在第一片真叶中表达量更高。(4)靶基因分析的结果在不同品种中呈现不同趋势,‘翠宝’成熟叶中SPL10/15高表达,SPL2表达量降低;‘改良香菇’中SPL10在成熟叶和菇叶中表达降低,SPL15在菇叶中高表达,SPL2在不同类型叶片中表达无差异。研究认为,mir156a成员及其靶基因SPL2/10/15可能参与调控芥蓝叶片发育,不同品种中作用的靶基因可能存在差异,从而导致了各品种芥蓝叶片发育的差异。

关键词：芥蓝叶片菇叶 mir156a SPL

ptr-mir156a启动子克隆及特征分析

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南京林业大学学报（自然科学版） 2011年第6期35卷 1-5页

作者：陈英王浩然许庆黄敏仁南京林业大学杨树种质创新与品种改良重点实验室江苏南京210037

mir156a在火炬松、烟草、拟南芥中的表达与病原菌侵染密切相关。为了研究mir156a在杨树与病原菌互作过程中分子机制,以毛果杨全基因组DNA为材料,预测ptr-mir156a启动子的大概区域,设计特异性PCR引物,克隆了ptr-mir156a上游启动子区500、... 详细信息

mir156a在火炬松、烟草、拟南芥中的表达与病原菌侵染密切相关。为了研究mir156a在杨树与病原菌互作过程中分子机制,以毛果杨全基因组DNA为材料,预测ptr-mir156a启动子的大概区域,设计特异性PCR引物,克隆了ptr-mir156a上游启动子区500、1 000和1 500 bp片段,并进行顺式作用元件分析,然后分别构建了绿色荧光蛋白(GFP)报告基因植物表达载体,最后通过原生质体的瞬时表达体系对其进行了活性检测。结果表明,1 500 bp片段活性最高,1 000 bp片段次之,500 bp片段活性最低。

关键词：毛果杨 mir156a 启动子克隆特性分析

mir156a在不同海棠花瓣色泽形成中的作用

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北京农学院学报 2020年第4期35卷 43-47页

作者：张洁程昊田佶张杰姚允聪农业应用新技术北京市重点实验室/植物生产国家级实验教学示范中心/北京农学院植物科学技术学院北京102206

【目的】为了揭示mir156a对观赏海棠花瓣花色苷形成的调控作用。【方法】以观赏海棠‘王族’、‘印第安魔力’、‘当娜’3个品种不同时期花瓣为试验材料,确定pre-mir156a基因序列,并对mir156a的靶基因进行预测。通过分光光度法和qRT-PC... 详细信息

【目的】为了揭示mir156a对观赏海棠花瓣花色苷形成的调控作用。【方法】以观赏海棠‘王族’、‘印第安魔力’、‘当娜’3个品种不同时期花瓣为试验材料,确定pre-mir156a基因序列,并对mir156a的靶基因进行预测。通过分光光度法和qRT-PCR分析花瓣中花色苷含量和mir156a相对表达量的差异。【结果】3个品种不同时期海棠花瓣中mir156a的含量有明显差异,mir156a随着花瓣增长相对表达量逐渐增多,随着颜色变深相对表达量逐渐减少。【结论】在海棠花瓣中,mir156a负调控花色苷生物合成。

关键词：海棠花色苷 mir156a

黄瓜Csamir156a及其靶基因CsSPLs的生物信息学分析

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分子植物育种 2021年第7期19卷 2169-2176页

作者：李尧尧常怀成周海霞吴小波李庆飞袁敬平李芳霞孙涌栋河南科技学院园艺园林学院河南省园艺植物资源利用与种质创新工程研究中心新乡453003 郑州市蔬菜研究所郑州450000

mir156是植物中广泛存在的一类mirNA,在逆境胁迫和植物生长发育过程中发挥了重要作用。为了深入研究Csamir156a在黄瓜果实膨大中的功能,本研究采用生物信息学方法对Csamir156a及其靶基因Cs SPLs(SQUAMOSA promoter-binding protein-like... 详细信息

mir156是植物中广泛存在的一类mirNA,在逆境胁迫和植物生长发育过程中发挥了重要作用。为了深入研究Csamir156a在黄瓜果实膨大中的功能,本研究采用生物信息学方法对Csamir156a及其靶基因Cs SPLs(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)进行分析。结果表明,Csamir156a前体序列具有完整的茎环结构,成熟序列高度保守。Csamir156a有11条靶基因,编码8个不同的CsSPLs蛋白序列。8个CsSPLs蛋白均属不稳定蛋白,多数为碱性蛋白、亲水性蛋白。二级结构均为混合型,无信号肽和跨膜结构,均为可溶性蛋白。8个CsSPLs蛋白大部分都含有糖基化位点,有17~83个不等的磷酸化位点,均定位于细胞核。系统进化树表明,黄瓜CsSPLs蛋白与甜瓜、中国南瓜和印度南瓜等物种SPLs蛋白遗传距离较近;蛋白序列分析发现,各物种SPLs蛋白均含有SBP(Squamosa promoter binding protein)功能结构域,且其位置和数量大体相同,说明SPLs蛋白功能保守。据此推测,Csamir156a通过靶向调控Cs SPLs基因表达参与了黄瓜果实膨大。该研究结果为今后深入研究黄瓜果实膨大的分子机理提供了一定的科学依据。

关键词：黄瓜(Cucumis sativus) 果实膨大 mir156a SPLs 生物信息学分析

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茶树新株系“东北抗”特异性状研究

茶树新株系“东北抗”特异性状研究

作者：刘亚芹安徽农业大学

学位级别：硕士

茶树是我国重要的木本经济作物,茶树种质资源是茶产业发展的基础,而挖掘种质资源特异性是实现种质创新的重要环节,是满足育种多样性必不可少的工作。因此,对具有特异性种质资源的鉴定、开发、利用具有重要意义。本实验基于前期新株系的... 详细信息

茶树是我国重要的木本经济作物,茶树种质资源是茶产业发展的基础,而挖掘种质资源特异性是实现种质创新的重要环节,是满足育种多样性必不可少的工作。因此,对具有特异性种质资源的鉴定、开发、利用具有重要意义。本实验基于前期新株系的选育和培育工作,通过对新株系“东北抗”的资源性状鉴定,挖掘到新株系“东北抗”是生长势强、耐高温的优良品种。从生理生化角度,通过比较“东北抗”与其他不同品种(系)间新梢生长、光合作用指标以及高温胁迫下下叶绿素荧光参数的变化,验证“东北抗”的生长和耐高温特异性。从分子生物学角度,挖掘到生长相关基因Csn-mir156a和CsSPLs,基于转录组数据,利用RACE的方法克隆出2个SPL转录因子成员CsSPL6和CsSPL9,验证出5个SPL转录因子成员——CsSPL6、CsSPL7、CsSPL9、CsSPL13a、CsSPL18,利用q RT-PCR技术,对Csn-mir156a和CsSPLs在茶树不同叶位、不同茶树品种(系)和高温逆境胁迫的表达机制进行分析。实验主要研究结果如下:1、新株系“东北抗”单株选自祁门槠叶群体种,灌木型,中叶类,树姿半开展,长椭圆形,叶色绿,有光泽,叶面微隆起,叶身稍内折,叶缘微波锯齿状,叶尖渐尖,芽叶生育力强,持嫩性强,春茶一芽二叶蒸青样约含茶多酚19.0%、氨基酸4.4%、咖啡碱3.3%、水浸出物51.5%。制绿茶滋味鲜醇,栗香持久,品质优良,抗性强,生长旺盛。2、为了验证“东北抗”生长势的强弱,将“东北抗”与不同茶树品种(系)从新梢生长和光合作用两方面进行比较研究。在3年生的不同品种(系)“东北抗”、辐射早、柿大茶和特香早中,“东北抗”在新梢生长和光合作用方面表现出生长优势;在1年生不同品种(系)扦插苗“东北抗”、黄山白茶1号、舒茶早、特香早中,“东北抗”同样表现出较高的光合能力和生产潜力。3、对高温胁迫下不同品种(系)叶绿素荧光参数进行测定,发现经过高温胁迫4 d后4个品种(系)间Fv/Fm、Y(II)、q P、ETR、PI值显著降低,而NPQ值随着胁迫时间的增加先上升后下降。总体来说,4个品种(系)对高温的耐受力:“东北抗”>舒茶早>黄山白茶1号>特香早。4、从茶树中克隆出Csn-mir156a的靶基因CsSPL6和CsSPL9,茶树CsSPL6全长为2318 bp,包含一个1668 bp完整的ORF,编码一个由555个氨基酸组成的蛋白,获得的Genbank登录号是KX808499。茶树CsSPL9基因全长1954 bp,完整ORF框大小为1116 bp,编码371个氨基酸,获得的Genbank登录号是KY569510。5、表达特性分析表明,在“东北抗”不同叶位的表达中,Csn-mir156a在芽中表达量最高,随着叶位的增加,表达量依次降低,与CsSPL6和CsSPL9呈负调控,正调控CsSPL7,而对于CsSPL13a和CsSPL18的调控不明显,说明Csn-mir156a参与茶树生长过程,对茶树营养生长到生殖生长的阶段发育和转变起重要作用。在不同茶树品种(系)的表达模式中,Csn-mir156a表达趋势与新梢生长量以及光合指标的测定结果趋势一致,与CsSPLs呈负调控关系,初步判断Csn-mir156a和CsSPLs可作为判断品种生长势强弱的分子手段。高温处理4个品种(系)Csn-mir156a和CsSPLs表达差异显著,趋势不一,仅有CsSPL9与Csn-mir156a呈负相关,表明茶树在高温胁迫下Csn-mir156a可能通过负调控CsSPL9来增加耐高温性,其他的CsSPLs成员则可能存在复杂的调控关系。可见,Csn-mir156a在不同的模板中调控不同的CsSPLs成员从而参与茶树生长、抗逆胁迫。

关键词：茶树生长势高温 mir156a SPL