粗梗水蕨营养期和生殖期微RNA的测定与分析

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.011

摘要/Abstract

摘要：

miRNA控制着开花植物从营养期到生殖期的转变，但这种机制的进化仍不得而知。蕨类植物是陆地植物进化的重要环节，本研究分别测定了粗梗水蕨营养期和生殖期的小RNA，鉴定了42个保守的miRNA，并证实了miR397等7个miRNA最早出现在蕨类植物。miR156在粗梗水蕨的生殖期表达下调，而其SPL靶基因与此同时表达上调。miR172则在生殖期表达上调，并同时有其AP2-like靶基因下调的现象。miR171和miR159的积累水平也发生了变化，因此miRNA控制生长时期转变的机制应该出现在原始的真叶植物中。miR160/166/319/394可能与粗梗水蕨可育叶向下内卷的形态有关。粗梗水蕨能产生tasiR-ARF，从而表明miR390-TAS3-ARF的通路第1次出现于蕨类植物。

关键词: miRNA, tasiRNA, 水蕨, 生长时期转变, 叶卷曲

Key words: miRNA, tasiRNA, Ceratopteris, transition of growth phase, leaf curling

中图分类号:

Q945.41

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图/表 4

图1

表1

两个样品中鉴定到的保守miRNA

名称 Name	序列 Sequence（5′→3′）	log2比值 log2 ratio^a	Q值 Q-value	第一匹配 1^st hit name^b	覆盖度 Coverage /%	第二匹配 2^nd hit name	覆盖度 Coverage /%
*miR408	UGCACUGCCUCUUCCCUGGCUA	-10.23	1.52E-117	ppt-miR408b	95	smo-miR408	95
miR845b	UGCUCUGAUACCAAGUGUGAG	-5.57	1.24E-09	bdi-miR845	86	ath-miR845a	76
miR6173	AGCCGUAAACGAUGGAUA	-1.54	1.03E-17	hbr-miR6173	90	n.a.^c	n.a.
miR5368	AGAGACAGUCCCAGGUAGACA	-1.30	4.04E-52	gma-miR5368	95	n.a.	n.a.
*miR529d	AGAAGAGAGAGAGCGCAGCCC	-1.08	0	ppt-miR529d	95	pab-miR529e	90
*miR535d	UGACGACGAGAGAGAGCACGC	-0.95	0	ppt-miR535c	100	pab-miR535a	100
*miR156a-5p	UGACAGAAGAGAGUGAGCAC	-0.84	0	ppt-miR156c	100	smo-miR156a	95
miR169a-5p	CAGCCAAGGAUGACUUGCCGA	-0.09	4.09E-04	pde-miR169	90	ath-miR169a-5p	100
miR5245	ACAUCAUAGAACACAGGCAG	-0.01	2.93E-02	mtr-miR5245	90	n.a.	n.a.
*miR390a-5p	AAGCUCAGGAGGGAUAGCGCC	0.25	8.23E-288	ppt-miR390a	100	pta-miR390	100
*miR894	GUUUCACGUCGGGUUCACCA	0.30	0	ppt-miR894	95	nat-miR894	95
miR8155	GUAACCUGGCUCUGAUACCA	0.47	1.61E-28	aof-miR8155	100	cpa-miR8155	100
*miR157d	UGACAGAAGAUAGAGAGCAC	0.56	0	ppt-miR156b	100	smo-miR156b	95
miR5139	AACCUGGCUCUGAUACCA	0.57	4.00E-57	aof-miR5139b	86	cas-miR5139	95
*miR166a-3p	UCGGACCAGGCUUCAUUCCCC	0.60	0	ppt-miR166a	95	smo-miR166b	95
miR5182	UGACAUCUUGGAACACGUGCG	0.60	1.73E-06	bdi-miR5182	76	n.a.	n.a.
*miR166m	UCGGACCAGGCUUCAUUCCCU	0.65	0	ppt-miR166a	95	smo-miR166b	95
*miR165a-3p	UCGGACCAGGCUUCATCCCCU	0.83	1.05E-21	ppt-miR166a	90	smo-miR166b	90
miR168a-5p	UCGCUUGGUGCAGGUCGGGAA	0.85	0	pab-miR168a	100	ath-miR168b-5p	100
miR396c	UCAAGAAAGCUGUGGGAAAAC	0.85	0	pab-miR396e	90	ath-miR396b-3p	86
miR396g-3p	CUCAAGAAAGCUGUGGGAAAA	0.86	0	pab-miR396e	95	ath-miR396b-3p	90
miR8175	CGUUCCCCGGCAACGGCGCCA	1.03	2.86E-194	ath-miR8175	95	n.a.	n.a.
*miR1026a	UGAGAAAUACUUGAGAGGACA	1.05	4.59E-04	ppt-miR1026b	95	n.a.	n.a.
miR5655	AAGUAGACACACAAGAAAGAG	1.06	2.11E-06	ath-miR5655	90	n.a.	n.a.
miR5236a	AAGUUUCGGGCAGAUUUGGUA	1.07	1.00E-06	mtr-miR5236d	81	n.a.	n.a.
miR167a-5p	UGAAGCUGCCAGCAUGAUCUA	1.10	2.11E-10	pab-miR167b	91	ath-miR167a-5p	100
miR950-5p	UCACGUCAGGGCCACGAUGGUU	1.17	1.33E-06	pab-miR950b	100	n.a.	n.a.
miR1312	UUCGGAGAGAAAAUGGCGACAU	1.28	9.31E-04	pab-miR1312a	100	pde-miR1312	95
miR8752	UGGGGAUAGGUAUCUGCA	1.47	2.73E-05	gra-miR8752	81	n.a.	n.a.
*miR160h	UGCCUGGCUCCCUGCAUGCCA	1.63	3.88E-92	ppt-miR160c	95	smo-miR160b	100
miR1314	UCGGCCUCGAAUGUUAGGAGAA	1.74	1.07E-05	pab-miR1314	100	pde-miR1314	95
miR172d	CGAGAAUCUUGAUGAUGCUGC	2.03	0	ath-miR172c	90	osa-miR172d-3p	90
miR5041-3p	AUGUUGAGCAAUUUGAAGAUGAA	2.05	3.53E-06	gma-miR5041-3p	95	n.a.	n.a.
*miR319b	AGCUGCCGCGUCAUGCAUCCA	3.05	0	ppe-miR319b	95	smo-miR319	90
miR159c-5p	GAGCUCCCAUCGGUCCAAUC	3.62	0	zma-miR159d-5p	90	bdi-miR159a-5p	95
*miR1083	UAGCCUGGAACGAAGCACGGG	4.00	0	smo-miR1083	95	pab-miR1083	90
miR397	UAUUGAGUGCAGCGUUGACGG	5.22	1.82E-06	pab-miR397i	100	ath-miR397a	86
miR3630-3p	GGGAAUCUCUCUGAUGCAC	5.52	2.24E-07	vvi-miR3630-3p	86	han-miR3630-3p	77
miR4414a-5p	AGCUGCUGACUCGUUGGCUCA	6.91	1.80E-14	gma-miR4414a-5p	100	mtr-miR4414a-5p	100
miR394a	ACUGGCAUUCUGUCCACCUUC	9.42	2.66E-54	pab-miR394a	85	ath-miR394a	85
miR7806	UGAAGAUGACCGCAUGAGCA	12.30	3.48E-241	rgl-miR7806	90	n.a.	n.a.
miR171a-5p	CGAUAUUGUAGCGGUUCAAUC	12.89	0	ath-miR171c-5p	95	osa-miR171c-5p	95

表1

表2

图2

参考文献 48

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miRNA	靶基因 Target gene	结合位点 Binding site（5′→3′）	log2比值 log2 ratio^*	FDR
miR408	CL11590.Contig2_All	CUGUCAGGAAGAGGCAGUGCG	0.95	6.06E-05
	CL1188.Contig1_All	UAAGCAGGGAAGAGGCAGUGCU	1.45	2.87E-18
	CL1513.Contig2_All	UAAGCAGGGAAGAGGCAGUGCU	2.32	3.87E-12
	CL3116.Contig6_All	GGGUUGGGGAAGAGGCAGUGCA	1.86	3.46E-02
	Unigene13203_All	UCGCAAGGGAAGAGGCAGUGCA	2.67	0
miR156a-5p	CL3137.Contig2_All	GUGCUCUCUCUCUUCAGUCA	1.47	2.44E-70
	Unigene24729_All	GUGCUCUCUCUCUUCAGUCA	1.37	3.64E-56
	CL7715.Contig3_All	GUGCUCUCUCUCUUCUGUCA	1.31	1.26E-28
	CL5455.Contig2_All	GUGCUCUCUCUCUUCUGUCA	1.22	2.29E-26
miR169a-5p	CL881.Contig4_All	UCAGGCAAUUCAUUCUUGGCUU	2.71	1.22E-04
miR169a-5p	CL881.Contig2_All	UAGGCAAUUCAUUCUUGGCUU	0.93	3.89E-14
miR394a	Unigene29847_All	GAGAGGUGGACAGAAUGCCACA	-2.04	0
miR172d	CL465.Contig1_All	GCAGCAUCAUCAGGAUUCUCA	0.27	1.08E-06
	CL295.Contig3_All	GCAGCAUCAUCAGGAUUCUCA	-0.05	9.60E-01
	Unigene21783_All	GCAGCAUCAUCAGGAUUCUCA	-1.92	1.02E-26
miR845b	CL12834.Contig4_All	UUCACAGUGGUAUCAGAGCA	-1.29	4.94E-09
	CL138.Contig3_All	UUCUUACAUGGUAUCAGAGCU	-0.46	3.74E-03
	CL3488.Contig4_All	UUCACAGUGGUAUCAGAGCA	-0.91	1.35E-04
miR171a-5p	Unigene13102_All	GAUUGAGCCGCGCCAAUAUCG	0.19	6.26E-22
miR166	CL784.Contig5_All	CUGGAAUGAAGCCUGGUCCUGA	1.35	3.50E-04
	Unigene9392_All	CUGGGAUGAAGCCUGGUCCGG	1.48	1.16E-20
	CL1122.Contig2_All	CUGGAAUGAAGCCUGGUCCUGA	0.33	5.70E-01
	CL1909.Contig6_All	CUGGAAUGAAGCCUGGUCCGG	1.30	2.24E-02
	CL575.Contig12_All	CUGGGAUGAAGCCUGGUCCGG	1.20	3.95E-13
miR160h	Unigene18882_All	AGGCAUGCAGGGAGCCAGGCA	0.71	1.19E-41
	Unigene9932_All	AGGCAUGCAGGGAGCCAGGCA	-0.03	6.41E-01
	CL2591.Contig2_All	AGGCAUGCAGGGAGCCAGGCA	0.83	1.90E-01
miR159c-5p	CL8045.Contig1_All	GAUUGGACUGAAGGGAGCUC	1.26	5.10E-03
miR159c-5p	Unigene36353_All	AAUUGGACUGAAGGGAGCUC	7.14	1.79E-40
miR319b	CL12713.Contig3_All	GGCAGCUCCCUUCAGUCCAA	0.84	3.26E-01
	CL8045.Contig1_All	UAGAGCUCCCUUCAGUCCAA	1.26	5.10E-03
	Unigene36353_All	UCGAGCUCCCUUCAGUCCAA	7.14	1.79E-40
miR397	CL6968.Contig1_All	AUAACUCAAGACGCAACUGUC	1.48	4.60E-12

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