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小分子非编码RNA,包括microRNA(miRNA)和siRNA,在植物的转录后水平上起着重要的调控作用。利用深度测序技术检测模式植物中重要的小RNA,分析它们的表达模式和功能,是当前发现和研究植物小RNA的一条重要途径。
为了探究小RNA,(特别是miRNA)在拟南芥种子发育中所起到的作用,本研究对拟南芥种子三个发育时期(9 DAP,12 DAP,15 DAP)的小RNA深度测序数据进行生物信息学分析,主要结果如下:
(1)三个种子发育时期的样品经SOLiD测序共获得8,630,738条能完全定位到拟南芥基因组上的小RNA序列,其中2,799,643条为唯一序列,表明拟南芥种子发育过程中存在复杂的小RNA群体。
(2)对小RNA的长度及种类进行分析,发现24 nt长度的小RNA的数量最多,其中已知的miRNA基因的读段数占到了总序列数的28.66%,表明有许多的已知miRNA在种子发育过程中表达。
(3)对已知的拟南芥miRNA进行鉴定,共发现了115个miRNA,它们属于157个不同的miRNA基因,并且鉴定到103个miRNA*。
(4)用生物信息学方法共预测到88个新的miRNA和40个miRNA*以及187个可能的靶基因。
(5)对三个种子发育时期的样本进行统计检验,发现45个miRNA基因存在差异表达,其中35个属于保守的miRNA家族,暗示这些保守的miRNA基因在拟南芥种子发育过程中起到了重要的调控作用。
(6)将预测的新miRNA与其可能的靶基因在三个种子发育时期的表达水平进行比较分析,发现13个新的miRNA基因与12个可能的靶基因之间的表达水平存在负相关关系。根据靶基因的注释,推测这些新的miRNA可能通过调控靶基因的表达而影响种子的发育。