利用高通量测序技术发现植物小分子rna 研究进展

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1、中国农业科学2009,42(11):3755-3764ScientiaAgriculturaSinicadoi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.11.001利用高通量测序技术发现植物小分子RNA研究进展卫波，张荣志，李爱丽，毛龙（中国农业科学院作物科学研究所/国家农作物基因资源与遗传改良重大科学工程，北京100081）摘要：小分子RNA是一类长约20～30个核苷酸的非编码RNA分子，其介导的转录后基因调控是植物中的一种新型基因调控机制。它在植物的生长发育和适应外界各种环境胁迫的过程中起着非常重要的作用。植物中小分子RNA数量巨大、种类繁多，而高通量测序

2、技术的出现大大加快了它们的发现过程。本文在简要介绍目前已知植物小分子RNA的类型及特点的基础上，综合阐述近年来利用高通量测序技术克隆和分析植物小分子RNA的研究成果，以期反映当前植物小分子RNA的基因组分布规律、功能和进化等方面的最新研究进展。关键词：高通量测序技术；454-FLX；Solexa；小分子RNA；微RNA；小干扰RNAProgressinPlantSmallRNAResearchviaHigh-ThroughputSequencingWEIBo,ZHANGRong-zhi,LIAi-li,MAOLong(InstituteofCropSciences,Chinese

3、AcademyofAgriculturalSciences/NationalKeyFacilityforCropGeneResourcesandGeneticImprovement,Beijing100081)Abstract:SmallRNAsare20-30nucleotideslongnon-codingRNAs.SmallRNA-mediatedpost-transcriptionalregulationrepresentsanewmechanismofgeneregulationandplaysimportantrolesinplantgrowthanddevelopm

4、entaswellasresponsestodifferentenvironmentalstresses.Inplants,therearetremendousamountofsmallRNAsofvarioustypes.Theadvanceofhigh-throughputsequencingtechnologyhassignificantlyfacilitatedtheirdiscoveries.Inthisreview,inadditiontoabriefintroductionofsmallRNAfeatures,theauthorsattemptedtosummari

5、zerecentprogressesinsmallRNAresearchusingnextgenerationsequencingtechnologyandaimtohighlightthenewinsightsintheirgenomeorganization,functionandevolutioninplants.Keywords:high-throughputsequencing;454-FLX;Solexa;smallRNA;microRNA;siRNA[9]（illumina）测序技术为代表的新型焦磷酸高通量测0引言序技术（pyrosequencing）来发掘植物小分

6、子RNA。小分子RNA（smallRNA）是一类长20～30核苷这些第2代测序技术尽管获得的序列较短，但具有速酸（nucleotide，nt）的非编码RNA分子。自从1993度快、成本低、覆盖度深、产出巨大等优点，因此非年首次在秀丽线虫（Caenorhadits,elegans）中被发现常适合小分子RNA测序，尤其是对那些拷贝数低的[1-2]后，人们越来越多地意识到小分子RNA的重要作小分子RNA。以最早发现的microRNA（miRNA）为[3-6]用。相对于小分子RNA的巨大数量，传统的Sanger例，互补链的出现已成为衡量其是否为miRNA基因[10-11]测序法操作复杂，

7、花费大，测序深度有限，效率较低，的充分必要条件。而miRNA互补链在miRNA形因此在很大程度上制约了植物小分子RNA的发现速成后即进入降解途径，因而拷贝数极低，利用传统测度。自2005年以来，人们开始采用以大规模平行标签序技术一般无法检测到。因此，高通量测序技术可大测序技术（massivelyparallelsignaturesequencing，大促进植物小分子RNA基因的发现过程，为研究小[7][8]MPSS）、454-FLX（454lifesciences）和Solexa