陆地棉纤维细胞伸长相关miRNA及其靶基因的分析与鉴定
发布时间：2021-10-10 13:46
棉纤维是纺织工业的重要原料。陆地棉因其产量高、适应性广而成为世界上最主要的棉花栽培种。棉纤维发育是一个复杂的生物学过程,依次经历了起始期、伸长期、次生壁合成增厚期和脱水成熟期四个时期。其中,伸长期的时间长短和伸长速率共同决定棉纤维的最终长度,进而决定了纤维的产量和品质性状。近年来,作为一类新的负调控因子,miRNA的相关研究迅猛发展,尤其是在植物的生长发育和胁迫应答等方面。本研究以陆地棉中棉所60伸长期的棉纤维为材料,通过小RNA测序和降解组测序,旨在从全基因组水平上鉴定和筛选出与棉纤维伸长相关的miRNA及其靶基因,进而揭示它们在棉纤维伸长过程中的作用。通过小RNA测序,从陆地棉纤维伸长的四个时间点（开花后5天、10天、15天和20天）中共获得7417万条可分析的小RNA测序读数。根据miRNA数据库中的棉属miRNA信息,比对出217个已知miRNA家族的375个miRNA。利用四倍体陆地棉基因组的全基因组序列鉴定到1957个潜在的新miRNA。差异表达分析发现21个已知的miRNA和7个新的miRNA在棉纤维伸长过程中显著性差异表达。通过降解组测序,从陆地棉纤维伸长的四个时间点（...
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
棉纤维细胞的发育进程(Leeetal.,2007)
以对样本中所有小RNA和相应的靶基因序列进行测序及表达定量，分别称作小RNA测序（smallRNAsequencing）和降解组测序（degradomesequencing）。小RNA测序技术的主要优势有：（1）可以直接在核苷酸水平上对小RNA进行研究，有利于区分同一小RNA家族中的不同小RNA分子或彼此非常相似的小RNA序列；（2）可以在没有参考基因组序列信息和二级结构信息的前提下，对任意物种进行测序分析；（3）凭借其高灵敏度和较大的测序通量，可以为小RNA分子的发现和研究提供较高的数据深度及覆盖率，并且可以检测到表达丰度极低的稀有转录。图1.2miRBase数据库miRNA数据统计横坐标表示数据库版本和更新日期，纵坐标表示收录的miRNA前体发夹序列数量。红色箭头表示二代测序技术开始广泛应用于miRNA的检测。在2005年，Lu等(Luetal.,2005)首次运用小RNA测序技术从模式植物拟南芥的幼苗和花序中获得超过两百万条小RNA序列，极大地丰富了植物miRNA家族的数量和种类。自2007年，小RNA测序被应用于更多物种miRNA的检测，使得miRNA的挖掘速度得到了显著提高（图1.2）。最新版本miRNA权威数据库miRBase（release22：March2018）(Griffiths-Jonesetal.,2006)共收录了271个物种的38589条miRNA前体发夹序列和48885条成熟miRNA序列。相比于V21版（release21:June2014），V22版数据库收录的序列数量有了大幅度的提升：新增了10031条miRNA发夹前体序列和13149条成熟miRNA序列，序列数量增加超过三分之一。目前已可以使用芯片技术和高通量测序快速、高效地检测和鉴定miRNA。从miRBase数据库可知（图1.2），借助这些技术，大量的miRNA被发现。然而，对
第2章利用小RNA测序分析伸长棉纤维细胞中的miRNA162.3结果与分析2.3.1总RNA的提取与文库构建高质量的总RNA是有效进行小RNA文库构建的前提条件。总RNA的纯度、浓度及完整性等直接体现了所提取的RNA样品质量的高低。分别对四个时期棉纤维样品提取的总RNA进行质量检测，使用超微量微孔板分光光度计和Agilent2100生物分析仪测定样品中RNA的纯度和浓度，结果如表2.1所示。本实验中，四个时期棉纤维样品的总RNA的OD260/OD280比值均在1.8~2.1之间，说明RNA纯度较高，可以排除来自蛋白质和其他杂质的干扰。四类样品的浓度均大于2000ng/μL，且RNA总量均大于100μg、RIN值均大于8.5。表2.1四个棉花纤维样品总RNA质量检测结果样品OD260/OD280浓度（ng/μL）体积（μL）总量(μg)28S/18SRINF51.8742129.91850106.49591.79.8F101.9232455.82450122.79121.88.5F151.9292033.87350101.69371.68.7F202.0672099.14650104.95731.68.8图2.1陆地棉纤维伸长期总RNA的琼脂糖凝胶电泳图DPA：开花后天数；F5、F10、F15和F20分别代表开花后5天、10天、15天和20天的纤维RNA样品；箭头分别指示28SrRNA、18SrRNA和tRNA的位置。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Molecular characterization and expression analysis of Triticum aestivum squamosa-promoter binding protein-box genes involved in ear development[J]. Bin Zhang,Xia Liu,Guangyao Zhao,Xinguo Mao,Ang Li,Ruilian Jing. Journal of Integrative Plant Biology. 2014(06)
[2]Argonaute protein as a linker to command center of physiological processes[J]. Kaifa Wei,Lingjuan Wu,Yanhui Chen,Yina Lin,Yanmei Wang,Xiaoyao Liu,Daoxin Xie. Chinese Journal of Cancer Research. 2013(04)
本文编号：3428494
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
棉纤维细胞的发育进程(Leeetal.,2007)
以对样本中所有小RNA和相应的靶基因序列进行测序及表达定量，分别称作小RNA测序（smallRNAsequencing）和降解组测序（degradomesequencing）。小RNA测序技术的主要优势有：（1）可以直接在核苷酸水平上对小RNA进行研究，有利于区分同一小RNA家族中的不同小RNA分子或彼此非常相似的小RNA序列；（2）可以在没有参考基因组序列信息和二级结构信息的前提下，对任意物种进行测序分析；（3）凭借其高灵敏度和较大的测序通量，可以为小RNA分子的发现和研究提供较高的数据深度及覆盖率，并且可以检测到表达丰度极低的稀有转录。图1.2miRBase数据库miRNA数据统计横坐标表示数据库版本和更新日期，纵坐标表示收录的miRNA前体发夹序列数量。红色箭头表示二代测序技术开始广泛应用于miRNA的检测。在2005年，Lu等(Luetal.,2005)首次运用小RNA测序技术从模式植物拟南芥的幼苗和花序中获得超过两百万条小RNA序列，极大地丰富了植物miRNA家族的数量和种类。自2007年，小RNA测序被应用于更多物种miRNA的检测，使得miRNA的挖掘速度得到了显著提高（图1.2）。最新版本miRNA权威数据库miRBase（release22：March2018）(Griffiths-Jonesetal.,2006)共收录了271个物种的38589条miRNA前体发夹序列和48885条成熟miRNA序列。相比于V21版（release21:June2014），V22版数据库收录的序列数量有了大幅度的提升：新增了10031条miRNA发夹前体序列和13149条成熟miRNA序列，序列数量增加超过三分之一。目前已可以使用芯片技术和高通量测序快速、高效地检测和鉴定miRNA。从miRBase数据库可知（图1.2），借助这些技术，大量的miRNA被发现。然而，对
第2章利用小RNA测序分析伸长棉纤维细胞中的miRNA162.3结果与分析2.3.1总RNA的提取与文库构建高质量的总RNA是有效进行小RNA文库构建的前提条件。总RNA的纯度、浓度及完整性等直接体现了所提取的RNA样品质量的高低。分别对四个时期棉纤维样品提取的总RNA进行质量检测，使用超微量微孔板分光光度计和Agilent2100生物分析仪测定样品中RNA的纯度和浓度，结果如表2.1所示。本实验中，四个时期棉纤维样品的总RNA的OD260/OD280比值均在1.8~2.1之间，说明RNA纯度较高，可以排除来自蛋白质和其他杂质的干扰。四类样品的浓度均大于2000ng/μL，且RNA总量均大于100μg、RIN值均大于8.5。表2.1四个棉花纤维样品总RNA质量检测结果样品OD260/OD280浓度（ng/μL）体积（μL）总量(μg)28S/18SRINF51.8742129.91850106.49591.79.8F101.9232455.82450122.79121.88.5F151.9292033.87350101.69371.68.7F202.0672099.14650104.95731.68.8图2.1陆地棉纤维伸长期总RNA的琼脂糖凝胶电泳图DPA：开花后天数；F5、F10、F15和F20分别代表开花后5天、10天、15天和20天的纤维RNA样品；箭头分别指示28SrRNA、18SrRNA和tRNA的位置。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Molecular characterization and expression analysis of Triticum aestivum squamosa-promoter binding protein-box genes involved in ear development[J]. Bin Zhang,Xia Liu,Guangyao Zhao,Xinguo Mao,Ang Li,Ruilian Jing. Journal of Integrative Plant Biology. 2014(06)
[2]Argonaute protein as a linker to command center of physiological processes[J]. Kaifa Wei,Lingjuan Wu,Yanhui Chen,Yina Lin,Yanmei Wang,Xiaoyao Liu,Daoxin Xie. Chinese Journal of Cancer Research. 2013(04)
本文编号：3428494
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