中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (11): 33-42.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb20191100810
高帆1, 何中石1, 宋韡2, 徐璐1, 赵佳3
收稿日期:
2019-11-07
修回日期:
2019-12-26
出版日期:
2020-04-15
发布日期:
2020-04-28
作者简介:
高帆,男,1985年出生,山西长治人,高级实验师,博士,研究方向:植物分子遗传学。通信地址:030006 山西省太原市坞城路92号 山西大学生命科学学院,Tel:0351-7011913,E-mail: gaofan@sxu.edu.cn
基金资助:
Gao Fan1, He Zhongshi1, Song Wei2, Xu Lu1, Zhao Jia3
Received:
2019-11-07
Revised:
2019-12-26
Online:
2020-04-15
Published:
2020-04-28
摘要:
miR398家族是植物界中一类保守的miRNA家族,本文旨在探究植物miR398家族成员的分子特征,阐释其系统进化规律。以数据库公布的植物miR398成熟体、前体及靶标序列为供试数据,用统计学和生物信息学法分析其分子特征与进化规律。miR398家族成员在34个植物物种中分布广泛,其成熟体长度、核苷酸种类、前体茎环结构及对靶基因抑制类型均符合典型的植物miRNA分子特征。不同植物间miR398成熟体保守性高于前体,前体茎部保守性高于环部。同一物种间的miR398家族成员具有不同的进化速率,少数物种间的miR398家族具有协同进化特征。靶基因功能预测结果显示,miR398家族成员多以切割抑制的方式参与植物的逆境胁迫响应。植物miR398家族兼具保守性与多态性特征,不同植物间的miR398家族成员具有多样的进化模式。研究结果为miR398介导的植物逆境胁迫响应机制探究奠定理论基础。
中图分类号:
高帆, 何中石, 宋韡, 徐璐, 赵佳. 植物miR398家族的分子特征与进化分析[J]. 中国农学通报, 2020, 36(11): 33-42.
Gao Fan, He Zhongshi, Song Wei, Xu Lu, Zhao Jia. miR398 Family in Plants: Molecular Characteristics and Evolution Analysis[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(11): 33-42.
科 | 属 | 物种 | miR398名称 | 5’端miR398数量 | 3’端miR398数量 | 鉴定数量 |
---|---|---|---|---|---|---|
十字花科 | 鼠耳芥属 | 拟南芥 | ath-miR398 | 3 | 3 | 4(实验鉴定) |
禾本科 | 稻属 | 水稻 | osa-miR398 | 2 | 0 | 2(同源鉴定) |
豆科 | 大豆属 | 大豆 | gma-miR398 | 4 | 0 | 2(同源鉴定),2(实验鉴定) |
杨柳科 | 杨属 | 毛果杨 | ptc-miR398 | 3 | 1 | 2(同源鉴定),2(实验鉴定) |
豆科 | 苜蓿属 | 蒺藜苜蓿 | mtr-miR398 | 3 | 1 | 2(同源鉴定),2(实验鉴定) |
火炬松 | 松科 | 松属 | pta-miR398 | 1 | 0 | 1(同源鉴定) |
葡萄 | 葡萄科 | 葡萄属 | vvi-miR398 | 3 | 0 | 3(实验鉴定) |
荠菜 | 十字花科 | 荠属 | bol-miR398 | 1 | 1 | 2(同源鉴定) |
蓝花耧斗菜 | 毛茛科 | 耧斗菜属 | aqc-miR398 | 2 | 0 | 0 |
玉米 | 禾本科 | 玉蜀黍属 | zma-miR398 | 2 | 2 | 4(实验鉴定) |
高粱 | 禾本科 | 高粱属 | sbi-miR398 | 1 | 0 | 0 |
甜橙 | 芸香科 | 柑橘属 | csi-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
篦麻 | 大戟科 | 篦麻属 | rco-miR398 | 2 | 0 | 2(实验鉴定) |
雷蒙德氏棉 | 锦葵科 | 棉属 | gra-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
陆地棉 | 锦葵科 | 棉属 | ghr-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
琴叶拟南芥 | 十字花科 | 荠属 | aly-miR398 | 3 | 3 | 6(实验鉴定) |
小麦 | 禾本科 | 小麦属 | tae-miR398 | 1 | 0 | 0 |
可可 | 梧桐科 | 可可属 | tcc-miR398 | 2 | 0 | 0 |
二穗短柄草 | 禾本科 | 短柄草属 | bdi-miR398 | 2 | 0 | 0 |
丹参 | 唇形科 | 鼠尾草属 | ssl-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
刺苞菜蓟 | 菊科 | 菜蓟属 | cca-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
亚麻 | 亚麻科 | 亚麻属 | lus-miR398 | 6 | 0 | 0 |
烟草 | 茄科 | 烟草属 | nta-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
水蜜桃 | 蔷薇科 | 桃属 | ppe-miR398 | 2 | 1 | 3(实验鉴定) |
苹果 | 蔷薇科 | 苹果属 | mdm-miR398 | 3 | 0 | 3(实验鉴定) |
甜瓜 | 葫芦科 | 黄瓜属 | cme-miR398 | 2 | 0 | 0 |
马铃薯 | 茄科 | 茄属 | stu-miR398 | 2 | 2 | 4(实验鉴定) |
番木瓜 | 番木瓜科 | 番木瓜属 | cpa-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
互叶梅 | 互叶梅科 | 互叶梅属 | atr-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
芜菁 | 十字花科 | 芸薹属 | bra-miR398 | 1 | 1 | 2(实验鉴定) |
节节麦 | 禾本科 | 山羊草属 | ata-miR398 | 2 | 2 | 4(实验鉴定) |
落花生 | 豆科 | 落花生属 | ahy-miR398 | 2 | 0 | 2(实验鉴定) |
橡胶树 | 大戟科 | 橡胶树属 | hbr-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
紫球藻 | 紫球藻科 | 紫球藻属 | ppu-miR398 | 1 | 0 | 1(同源鉴定) |
科 | 属 | 物种 | miR398名称 | 5’端miR398数量 | 3’端miR398数量 | 鉴定数量 |
---|---|---|---|---|---|---|
十字花科 | 鼠耳芥属 | 拟南芥 | ath-miR398 | 3 | 3 | 4(实验鉴定) |
禾本科 | 稻属 | 水稻 | osa-miR398 | 2 | 0 | 2(同源鉴定) |
豆科 | 大豆属 | 大豆 | gma-miR398 | 4 | 0 | 2(同源鉴定),2(实验鉴定) |
杨柳科 | 杨属 | 毛果杨 | ptc-miR398 | 3 | 1 | 2(同源鉴定),2(实验鉴定) |
豆科 | 苜蓿属 | 蒺藜苜蓿 | mtr-miR398 | 3 | 1 | 2(同源鉴定),2(实验鉴定) |
火炬松 | 松科 | 松属 | pta-miR398 | 1 | 0 | 1(同源鉴定) |
葡萄 | 葡萄科 | 葡萄属 | vvi-miR398 | 3 | 0 | 3(实验鉴定) |
荠菜 | 十字花科 | 荠属 | bol-miR398 | 1 | 1 | 2(同源鉴定) |
蓝花耧斗菜 | 毛茛科 | 耧斗菜属 | aqc-miR398 | 2 | 0 | 0 |
玉米 | 禾本科 | 玉蜀黍属 | zma-miR398 | 2 | 2 | 4(实验鉴定) |
高粱 | 禾本科 | 高粱属 | sbi-miR398 | 1 | 0 | 0 |
甜橙 | 芸香科 | 柑橘属 | csi-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
篦麻 | 大戟科 | 篦麻属 | rco-miR398 | 2 | 0 | 2(实验鉴定) |
雷蒙德氏棉 | 锦葵科 | 棉属 | gra-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
陆地棉 | 锦葵科 | 棉属 | ghr-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
琴叶拟南芥 | 十字花科 | 荠属 | aly-miR398 | 3 | 3 | 6(实验鉴定) |
小麦 | 禾本科 | 小麦属 | tae-miR398 | 1 | 0 | 0 |
可可 | 梧桐科 | 可可属 | tcc-miR398 | 2 | 0 | 0 |
二穗短柄草 | 禾本科 | 短柄草属 | bdi-miR398 | 2 | 0 | 0 |
丹参 | 唇形科 | 鼠尾草属 | ssl-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
刺苞菜蓟 | 菊科 | 菜蓟属 | cca-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
亚麻 | 亚麻科 | 亚麻属 | lus-miR398 | 6 | 0 | 0 |
烟草 | 茄科 | 烟草属 | nta-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
水蜜桃 | 蔷薇科 | 桃属 | ppe-miR398 | 2 | 1 | 3(实验鉴定) |
苹果 | 蔷薇科 | 苹果属 | mdm-miR398 | 3 | 0 | 3(实验鉴定) |
甜瓜 | 葫芦科 | 黄瓜属 | cme-miR398 | 2 | 0 | 0 |
马铃薯 | 茄科 | 茄属 | stu-miR398 | 2 | 2 | 4(实验鉴定) |
番木瓜 | 番木瓜科 | 番木瓜属 | cpa-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
互叶梅 | 互叶梅科 | 互叶梅属 | atr-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
芜菁 | 十字花科 | 芸薹属 | bra-miR398 | 1 | 1 | 2(实验鉴定) |
节节麦 | 禾本科 | 山羊草属 | ata-miR398 | 2 | 2 | 4(实验鉴定) |
落花生 | 豆科 | 落花生属 | ahy-miR398 | 2 | 0 | 2(实验鉴定) |
橡胶树 | 大戟科 | 橡胶树属 | hbr-miR398 | 1 | 0 | 1(实验鉴定) |
紫球藻 | 紫球藻科 | 紫球藻属 | ppu-miR398 | 1 | 0 | 1(同源鉴定) |
靶标基因数量 | 抑制类型 | 功能预测 |
---|---|---|
3 | 切割抑制 | 盐胁迫响应 |
2 | 切割抑制 | 厌氧胁迫响应 |
4 | 切割抑制 | 温度胁迫响应 |
29 | 切割抑制 | 生物胁迫响应 |
31 | 切割抑制 | 干旱胁迫响应 |
31 | 切割抑制 | 光照胁迫响应 |
8 | 切割抑制 | 机械损伤胁迫响应 |
4 | 切割抑制 | 激素胁迫响应 |
4 | 切割抑制 | 重金属胁迫响应 |
3 | 翻译抑制 | 未知 |
36 | 切割抑制 | 未知 |
靶标基因数量 | 抑制类型 | 功能预测 |
---|---|---|
3 | 切割抑制 | 盐胁迫响应 |
2 | 切割抑制 | 厌氧胁迫响应 |
4 | 切割抑制 | 温度胁迫响应 |
29 | 切割抑制 | 生物胁迫响应 |
31 | 切割抑制 | 干旱胁迫响应 |
31 | 切割抑制 | 光照胁迫响应 |
8 | 切割抑制 | 机械损伤胁迫响应 |
4 | 切割抑制 | 激素胁迫响应 |
4 | 切割抑制 | 重金属胁迫响应 |
3 | 翻译抑制 | 未知 |
36 | 切割抑制 | 未知 |
miR398前体 | miR398成熟体 | miR398靶标 |
---|---|---|
ath-MIR398a | ath-miR398a-3p | chr2_1038001_1041400_REVERSE |
chr5_4692001_4695400_REVERSE | ||
chr5_4689001_4692400_REVERSE | ||
AT5G14550.1 | ||
TC401452 | ||
TC363181 | ||
chr2_1041001_1044400_REVERSE | ||
ath-MIR398b | ath-miR398b-3p | chr5_4692001_4695400_REVERSE |
chr5_4689001_4692400_REVERSE | ||
AT5G14550.1 | ||
TC401452 | ||
TC363181 | ||
chr2_1041001_1044400_REVERSE | ||
ath-miR398b-5p | chr5_4692001_4695400_REVERSE | |
chr5_4689001_4692400_REVERSE | ||
AT5G14550.1 | ||
TC401452 | ||
TC363181 | ||
ath-MIR398c | ath-miR398c-3p | chr2_1038001_1041400_REVERSE |
chr5_4692001_4695400_REVERSE | ||
chr5_4689001_4692400_REVERSE | ||
AT5G14550.1 | ||
TC401452 | ||
TC363181 | ||
chr2_1041001_1044400_REVERSE | ||
ath-miR398c-5p | chr5_4692001_4695400_REVERSE | |
chr5_4689001_4692400_REVERSE | ||
AT5G14550.1 | ||
TC401452 | ||
TC363181 | ||
ppe-MIR398a | ppe-miR398a-3p | Prupe.4G263200.1 |
ppe-MIR398b | ppe-miR398b-3p | Prupe.4G263200.1 |
miR398前体 | miR398成熟体 | miR398靶标 |
---|---|---|
ath-MIR398a | ath-miR398a-3p | chr2_1038001_1041400_REVERSE |
chr5_4692001_4695400_REVERSE | ||
chr5_4689001_4692400_REVERSE | ||
AT5G14550.1 | ||
TC401452 | ||
TC363181 | ||
chr2_1041001_1044400_REVERSE | ||
ath-MIR398b | ath-miR398b-3p | chr5_4692001_4695400_REVERSE |
chr5_4689001_4692400_REVERSE | ||
AT5G14550.1 | ||
TC401452 | ||
TC363181 | ||
chr2_1041001_1044400_REVERSE | ||
ath-miR398b-5p | chr5_4692001_4695400_REVERSE | |
chr5_4689001_4692400_REVERSE | ||
AT5G14550.1 | ||
TC401452 | ||
TC363181 | ||
ath-MIR398c | ath-miR398c-3p | chr2_1038001_1041400_REVERSE |
chr5_4692001_4695400_REVERSE | ||
chr5_4689001_4692400_REVERSE | ||
AT5G14550.1 | ||
TC401452 | ||
TC363181 | ||
chr2_1041001_1044400_REVERSE | ||
ath-miR398c-5p | chr5_4692001_4695400_REVERSE | |
chr5_4689001_4692400_REVERSE | ||
AT5G14550.1 | ||
TC401452 | ||
TC363181 | ||
ppe-MIR398a | ppe-miR398a-3p | Prupe.4G263200.1 |
ppe-MIR398b | ppe-miR398b-3p | Prupe.4G263200.1 |
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