發(fā)布時間：2021-08-25 17:15

　　miRNA是重要的調(diào)節(jié)因子,在植物的生長發(fā)育和抗逆等過程中扮演不可替代的角色。和miRNA介導(dǎo)的基因沉默相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性（SNP）可能和植物生長發(fā)育和農(nóng)藝性狀密切相關(guān)。為進(jìn)一步了解在miRNA和其靶基因上的進(jìn)化壓力以及SNP如何通過影響miRNA和靶基因?qū)Φ幕パa(bǔ)模式從而影響miRNA相關(guān)的性狀,我們利用3000份水稻基因組數(shù)據(jù)分析了編碼miRNA的基因進(jìn)行全基因組SNP,發(fā)現(xiàn)premiRNA上SNP的密度比基因間隔區(qū)低平均4%,比外顯子區(qū)域低平均8%。對比成熟的保守miRNA和非保守miRNA發(fā)現(xiàn),兩者各位點(diǎn)上SNP分布的趨勢并不相同,暗示了兩者各位點(diǎn)上的進(jìn)化壓力存在差異;通過比較成熟的保守miRNA和其相應(yīng)的靶基因結(jié)合位點(diǎn),則發(fā)現(xiàn)它們之間SNP分布有相關(guān)性,說明miRNA和相應(yīng)靶基因結(jié)合位點(diǎn)存在共同進(jìn)化。另外,我們找到了兩個靶基因OsARF13和Os MADS27的miRNA結(jié)合位點(diǎn)上攜帶有兩個可能對miRNA介導(dǎo)的調(diào)節(jié)產(chǎn)生重要影響的SNP。該項(xiàng)研究從全基因組水平揭示miRNA和靶基因存在SNP,可能加深甚我們對miRNA介導(dǎo)的基因沉默機(jī)理的理解。 

【文章來源】：基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2018,37(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

水稻pre-miRNA(A),外顯子(B)和基因間隔區(qū)(C)的SNP密度注:橫坐標(biāo)是相應(yīng)pre-miRNA(A),外顯子(B),基因間隔區(qū)(C)

基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)GenomicsandAppliedBiology圖2pre-miRNA的SNP密度分布注:保守miRNA以紅色標(biāo)明,非保守miRNA則以藍(lán)色標(biāo)明;右下方的條形圖是SNP密度分別低于0~0.10bp,0~0.08bp和0~0.05bp的miRNA百分比;縱坐標(biāo)中,*表示SNP密度為0,其上的密度是0~0.01bp,0.01~0.02bp逐漸遞增Figure2miRNASNPdensitydistributionofpre-miRNAsNote:ConservedmiRNAsweremarkedinredcolor,whilenon-conservedweremarkedinbluecolor;therightbottomplotdenotedthepercentagesoffragmentsfellatSNPdensityof0~0.10,0~0.08,0~0.05;Whileiny-axis,*denotedtheSNPden-sityof0,andthebarsaboverepresentedtheSNPdensityin-creasedfrom0.00~0.01bpby0.01bpateachbar圖3成熟miRNA每個位點(diǎn)的SNP頻率注:其中保守miRNA是藍(lán)色而非保守的則是紅色,X坐標(biāo)是以成熟miRNA5'到3'的順序排列Figure3PositionalSNPdistributionofmaturemiRNAsNote:ConservedmiRNAsweremarkedinredcolor,whilenon-conservedweremarkedinbluecolor,thex-axiswasintheorderof5'endto3'endonmaturemiRNA守性的miRNA的頻率分布，考慮到大多數(shù)的miR-NA都是21nt的長度，所以本研究主要關(guān)注1~21位點(diǎn)上的分析。通過分別計算和比較保守miRNA和非保守miRNA每個位點(diǎn)的SNP頻率，我們發(fā)現(xiàn)，保守miRNA上的每一個位點(diǎn)的SNP頻率都比非保守的要低。盡管如此，在理論上假如兩者都有相同的基因沉默機(jī)理的話，兩者所處的選擇壓力也會類似，所以這將會造成它們在各位點(diǎn)的SNP頻率應(yīng)該會有相似的秩(ranking)。然而所得數(shù)據(jù)并非和預(yù)期相同。位點(diǎn)20是非保守miRNA上SNP頻率最高的位點(diǎn)，但?

注:X坐標(biāo)是落在特定相關(guān)系數(shù)區(qū)間的作用對數(shù)量,其中下方負(fù)相關(guān)的作用對的條形圖用淺灰色標(biāo)出,而上方正相關(guān)的作用對則用深灰色標(biāo)出Figure4TheSpearmancorrelationcoefficientofdegradomevali-datedmiRNA:targetrelationshipsNote:Thex-axisindicatedthenumberofinteractionpairsatthegivencorrelationcoefficientrange;thelowerbarsrepresentedthenegativecorrelatedinteractionpairsandweremarkedinlightgrey,whiletheloweronesrepresentedthepositivecorrelatedin-teractionpairsandweremarkedindarkgrey圖5成熟miRNA和其結(jié)合位點(diǎn)上每一個位置的SNP頻率分布注:結(jié)合位點(diǎn)上位置的排列順序和成熟miRNA的順序相同,都是按照成熟miRNA5'到3'的順序排列;其中藍(lán)色是表示成熟的保守miRNA,而紅色表示保守miRNA的靶基因上的結(jié)合位點(diǎn)Figure5SNPdistributionofallsitesalongconservedmaturemiRNAsandtheirbindingsitesNote:TheorderofpositionsinmiRNAbindingsiteswasthesameasthatofmaturemiRNA,bothintheorderof5'endto3'endonmaturemiRNA;Matureconserved-miRNAsweremarkedinblue,whilemiRNAbindingsitesoftargetgenesweremarkedinredmiRNA和靶基因的表達(dá)量之間會有負(fù)相關(guān)。我們從RiceFREND數(shù)據(jù)庫提取了水稻miRNA和基因的表達(dá)數(shù)據(jù)。首先，針對3周大的水稻幼苗樣本進(jìn)行了相關(guān)性檢驗(yàn)，所選擇的miRNA和靶基因都是經(jīng)過降解組驗(yàn)證的。但是讓人驚訝的是，367個miRNA和靶基因?qū)χ兄挥?36個呈現(xiàn)出負(fù)關(guān)聯(lián)(圖4)，而原定的假設(shè)是真正的靶基因和其miRNA在它們相互作用的組織中總是有負(fù)相關(guān)，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與之相悖。不但如此，超過一半(197/367)之間是弱


本文編號：3362531