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黑龍江大學現代農業與生態環境學院，哈爾濱 150080；2黑龍江省肇東市農業技術推廣中心，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現[1]，在植物和動物的發育過程中具有沉默靶基因和負調控基因表達的作用[2-3]。在擬南芥中，miR159和miR172分別參與控制葉形態和花發育[4,5]。miRNA基因具有莖環結構，通常位于前體的莖區域。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，從而指導轉錄后調控過程[7]。

資料表明，microRNA在植物響應環境脅迫方面具有重要調節作用。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]。根據數據庫檢索顯示，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的范圍內存在7個基因[14]，表現出清晰的串聯和分段重復[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。……