水稻内源非编码小RNA的多样性

论文题目: 水稻内源非编码小RNA的多样性

论文类型: 博士论文

论文专业: 遗传学

作者: 陈祖玉

导师: 朱英国

关键词: 微小非编码,重复序列来源的小干扰,小干扰,类似蛋白,多样性,水稻

文献来源: 武汉大学

发表年度: 2005

论文摘要: 近年来,发现真核生物细胞中小RNA具有降解mRNA,抑制蛋白质翻译,修饰染色质,抵御病毒侵袭,抑制转座子转位等重要的调控作用。不同的调节功能是由不同类型的小RNA执行,所以小RNA类型的多样性表明它们在细胞发育中的功能多样性。本研究通过构建水稻小分子RNA的cDNA文库,分析探讨水稻中小RNA的多样性。结果如下: 1.分别提取水稻9311(Oryza sativa indica.)叶和花药的总RNA,分离其中15-35碱基的小分子RNA。然后分别在其5′和3′端加上连接头,反转录。反转录产物经PCR扩增,限制性内切酶EcoRⅠ酶切,再连接。分离出其中200-800碱基片段,转入PGEM-T载体,转化,即构建成水稻小分子RNA的cDNA文库。 2.从cDNA文库中挑选阳性克隆,114个克隆来自水稻花药,55个源于叶片cDNA文库,共169个克隆测序成功,获得162个单一序列的小分子RNA。这些小分子RNA长度介于16-35碱基,大部分集中于21-22碱基以及24碱基处。比对水稻(9311和日本晴)基因组数据,发现129个序列与已知的基因组序列完全相同,占整个序列总数的79.6%,其中包括47个与非编码看家RNA同源,10个为转运RNA(tRNA),34个为核糖体RNA(rRNA),1个为小核RNA(snRNA)和2个是小核仁RNA(snoRNA)。另外有2个与其它植物叶绿体序列同源。剩余31个小RNA(22.8%)则含有一或多个不配对碱基。 3.小RNA碱基序列的多样性,决定了其作用目标的多样性,表现为其功能的多样性。通过miRU搜索发现它们可能的作用目标有转座子和反转座子蛋白,假设蛋白,表达蛋白,转录因子,F-box家族蛋白,含亮氨酸重复区,植物蛋白家族,翻译起始因子elF-5A,胚胎发生跨膜蛋白,非顶端分生组织家族蛋白,DNA依赖的RNA聚合酶Ⅱ的亚基,Poly(A)结合蛋白,染色质结构调控因子,泛素结合酶(E2),泛素碳端水解酶,DEAD/DEAH box解螺旋酶,钾离子通道调控因子,Piwi结构域,推定的抗病蛋白,DNA错配修复蛋白等等。 4.根据Vector NTI 8定位所得小RNA序列在9311染色体上分布,发现小RNA在染色体上分布与染色体的长度有一定的关联,最长的Ⅰ号染色体上位点最多,最短的X号染色体则最少。发现小RNA大都位于重复序列中或者其附近。20个rasiRNA位于重复

论文目录:

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目录

1.引言

1.1 小RNA的种类

1.1.1 干扰小RNA

1.1.1.1 siRNA的发现

1.1.1.2 siRNA介导RNA干扰的分子机制

1.1.1.3 siRNA的功能

1.1.1.4 RNAi技术的应用

1.1.1.4.1 siRNA的设计

1.1.1.4.2 siRNA的合成

1.1.1.4.3 RNA干扰技术的利用

1.1.2 microRNA(miRNA)

1.1.2.1 miRNA的发现及其特性

1.1.2.2 miRNA基因鉴定及其表达标准

1.1.2.3 miRNA的克隆

1.1.2.4 miRNA转录成熟

1.1.2.5 miRNA的作用机制

1.1.2.6 动物和植物中的miRNA

1.1.2.7 siRNA和miRNA的比较

1.1.2.8 miRNA目标预测

1.1.2.9 miRNA生物学功能

1.1.2.9.1 动物中miRNA

1.1.2.9.2 植物中miRNA的功能

1.1.3 微小非编码RNA(tncRNA)

1.1.4 调节性小双链RNA(smRNAs)

1.1.5 Trans-acting siRNA(tasiRNA)

1.2 与微小RNA生物产生及其功能发生相关的部分蛋白

1.2.1 核糖核酸酶Ⅲ超家族

1.2.1.1 细菌核糖核酸酶Ⅲ

1.2.1.1.1 细菌核糖核酸酶Ⅲ功能

1.2.1.2 酵母核糖核酸酶Ⅲ

1.2.1.3 高等真核生物核糖核酸酶Ⅲ

1.2.1.3.1 DICER

1.2.1.3.2 Drosha

1.2.2 Argonaute家族蛋白

1.2.3 RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)

1.2.4 RNA聚合酶Ⅳ(RNA polymerase Ⅳ)

1.2.5 RISC(RNA iducing silence complex)

1.3 水稻基因组计划及其生物信息学

1.3.1 水稻基因组计划的概况

1.3.2 水稻生物信息学

1.4 本研究的目的与意义

2.材料与方法

2.1 材料种植和准备

2.2 总RNA的提取

2.3 阴离子交换层析分离小片段RNA

2.4 变性聚丙烯酰胺(PAGE)凝胶分离小RNA片段

2.5 小RNA的克隆

2.6 小RNA片段分析

2.7 小RNA在染色体的分布

2.8 Northen blot杂交

2.9 快速扩增cDNA末端(RACE)

2.10 Dicer-like全长cDNA的获得

2.11 Dicer-like基因的克隆

3.结果与分析

3.1 水稻中小RNA

3.1.1 水稻小RNA群体

3.1.2 小RNA在水稻9311染色体位置分布

3.1.3 部分重叠小RNA

3.1.4 小RNA簇

3.2 水稻中的miRNA

3.2.1 水稻中17个miRNA

3.2.2 前体和microRNA长度的多样性

3.2.3 miRNA在基因组中的位置

3.2.4 miRNA的目标

3.2.5 m29作用目标克隆

3.2.6 小RNA附近的茎环结构

3.3 与重复序列相关的小干扰RNA(rasiRNAs)

3.4 微小非编码RNA

3.5 水稻中的RNase Ⅲ以及Dicer-like基因

3.5.1 水稻中的RNase Ⅲ家族

3.5.2 籼稻中一个Dicer-like基因

3.5.3 Dicer-like基因的表达

4.讨论

4.1 植物中微小RNA多样性

4.2 microRNA及其功能

4.3 siRNA和rasiRNA

4.4 小RNA与逆境

4.5 小RNA与看家非编码RNA

4.6 小RNA与花药中小孢子发育

4.7 小RNA研究的方法与策略

4.8 植物中DCL(Dicer-like)

结论

参考文献

附录Ⅰ

附录Ⅱ 英文缩写

在读期间发表的论文

致谢

发布时间: 2006-03-27

参考文献

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