玉米miR395基因家族生物信息學分析及靶基因預測

王 麗，路運才

（1黑龍江大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境學院，哈爾濱 150080；2黑龍江省肇東市農(nóng)業(yè)技術推廣中心，黑龍江肇東 151100）

0 引言

MicroRNA(miRNA)是 由 20～22 個 核 苷 酸(nucleotide，nt)組成的非編碼RNA，較早在秀麗隱桿線蟲中發(fā)現(xiàn)[1]，在植物和動物的發(fā)育過程中具有沉默靶基因和負調(diào)控基因表達的作用[2-3]。在擬南芥中，miR159和miR172分別參與控制葉形態(tài)和花發(fā)育[4,5]。miRNA基因具有莖環(huán)結構，通常位于前體的莖區(qū)域。在植物中，miRNA前體通常為60至上百個nt不等[6]。成熟miRNA由其前體經(jīng)DCL1(Dicer-like1)酶2次切割形成。miRNA與RNA誘導的沉默復合物(RNA-induced silencing complex，RISC)結合，并通過相同配對位點切割靶mRNA或在miRNA錯配時抑制蛋白翻譯，從而指導轉錄后調(diào)控過程[7]。

資料表明，microRNA在植物響應環(huán)境脅迫方面具有重要調(diào)節(jié)作用。一些microRNAs已被鑒定響應水稻、小麥、豆類、番茄等非生物脅迫[8-10]。在植物miRNA基因家族中，miR395基因家族較特別，該家族成員在不同物種中形成大小的簇。正常條件下，在擬南芥中無法檢測到miR395轉錄物，但在低硫酸鹽脅迫下可被誘導[11]。根據(jù)數(shù)據(jù)庫檢索顯示，miR395與其他幾種植物的硫酰化酶mRNA匹配，包括水稻、玉米、蕓苔屬和蔥屬，這表明miR395硫酰化酶配對在許多植物基因組中是保守的[12]。在擬南芥，6個miR395基因具有較高的序列相似性，分成兩組串聯(lián)復制[13]。與擬南芥含有6個成員相比，該基因家族在水稻中顯著擴大，包括24個成員，在1 kb的范圍內(nèi)存在7個基因[14]，表現(xiàn)出清晰的串聯(lián)和分段重復[15]，24個水稻miR395基因形成4個緊湊的簇，每個簇均可轉錄為一個轉錄本[16-17]。

此外，miR395還以3種ATP硫酰化酶（APS1、APS3和APS4）和一種低親和力的硫酸鹽轉運蛋白(SULTR2)為靶點，兩者都參與了植物硫酸鹽代謝途徑。……