全 文 ：第 49 卷 第 11 期
2 0 1 3 年 11 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 49，No. 11
Nov．，2 0 1 3
doi:10．11707 / j．1001-7488．20131110
收稿日期: 2013 － 05 － 13; 修回日期: 2013 － 09 － 12。
基金项目: 国家自然科学基金项目(30271082，30571496，U1204309 ) ; 河南省杰出人才计划项目(122101110700) ; 郑州市科技创新团队
资金项目(121PCXTD515)。
* 范国强为通讯作者。
泡桐的 microRNAs及其功能预测*
牛苏燕 范国强 赵振利 邓敏捷 董焱鹏
(河南农业大学 郑州 450002)
摘 要: 以不同种(品种)泡桐叶片为材料，利用第二代高通量测序技术和生物信息学方法构建泡桐小 RNA
( sRNA)文库，并对其 microRNA (miRNA)靶基因功能进行分析。结果表明: 在得到的 87 066 707 条高质量 reads
中，能与泡桐转录组完全匹配的有 41 399 208 条，占高质量序列的 47. 55%。sRNA 长度主要分布在 20 ～ 25 nt 之
间，其中，长度为 24 nt 的数量最多，其次为 21 nt 的 sRNA。鉴定出的 44 个保守 miRNA 分属于 14 个不同 miRNA 家
族，并且不同 miRNA 家族的 miRNA 成员数量也存在差异。对鉴定出的 27 个新 miRNA 进行靶基因预测及功能分
析，结果为阐明 miRNAs 在泡桐生长发育过程中的作用奠定基础。
关键词: 泡桐; microRNA; 高通量测序; 功能分析
中图分类号: S718. 46 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2013)11 － 0077 － 06
MicroRNAs of Paulownia Plants and Their Functional Prediction
Niu Suyan Fan Guoqiang Zhao Zhenli Deng Minjie Dong Yanpeng
(Henan Agricultural University Zhengzhou 450002)
Abstract: A sRNA library of the mixed leaves of different Paulownia species and varieties was constructed with the
second generation high-throughput sequencing technology and bioinformatics and the functions of microRNA (miRNAs)
were analyzed in this paper． The results showed that the 41 399 208 out of the obtained 87 066 707 high-quality reads
were perfectly aligned to transcription of Paulownia plant in the small RNAs library，accounting for 47． 55% ． The length
of sRNAs ranged mainly from 20 to 25 nt，and the sRNA of 24 nt was the most abundant，followed by 21 nt reads． The 44
conserved miRNAs，belonging to 14 miRNA families，were identified，and there was difference in miRNA numbers of
various miRNAs families． Moreover，functions of the target genes of 27 novel miRNAs were analyzed． These results
provided a basis for clarifying miRNA functions during growth and development of Paulownia plants．
Key words: Paulownia; microRNA; high throughput sequencing; functional analysis
MicroRNA (miRNA) 是一类在植物中广泛存
在、长度约 21 nt 的非编码的单链小 RNAs，在植物
的生长发育和逆境胁迫中发挥着重要作用。自
miRNA 在秀丽隐杆线虫 ( Caenorhabditis elegans )
(Lee et al．，1993)中被发现以来，拟南芥(Arabidopsis
thaliana)(Sunkar et al．，2004)、水稻 (Oryza sativa)
(Sunkar et al．，2005)、小麦( Triticum aestivum) (Yao
et al．，2007)、玉米(Zea may) (Erica et al．，2006 )、
地黄(Rehmannia glutinosa) (Yang et al．，2011 )、杨
树 ( Populus ) ( Chen et al．， 2012 )、鹅 掌 楸
(Liriodendron chinense) (Wang et al．，2012) 和杉木
(Cunninghamia lanceolata) (Wan et al．，2012 )等多
种植物的 miRNA 也相继公布于世。目前，在传统
克隆法基础上发展起来的小分子 RNA( sRNA)深度
测序技术，不仅可以一次性获得大量的 sRNA 序
列，而且还能够快速、全面地发掘该物种的 miRNA
(Morin et al．，2008; Cummins et al．，2006; He et al．，
2004; Xue et al．，2008)，为研究 miRNA 功能提供了
强有力的工具，故在植物 miRNA 研究中得到广泛应
用(Glazov et al．，2008; Moxon et al．，2008; Wei et
al．， 2009 )。 泡 桐 ( Paulownia ) 为 玄 参 科
(Scrophulariaceae)多年生落叶乔木，是中国重要的
速生用材和庭院绿化树种之一。由于其具有速生、
材质优良和用途广泛等特性，深受广大农民的喜爱。
近年来，科技工作者虽然开展了泡桐分子生物学研
究(范国强等，2001; 2011; 2012; 黎明等，2008)，
林 业 科 学 49 卷
但至目前国内外还未见有关泡桐 miRNAs 的文献报
道。本研究在构建泡桐 sRNA 文库和高通量测序的
基础上，结合生物信息学方法，进行泡桐 miRNA 分
析及其靶基因预测工作，以期为阐明 miRNA 在泡桐
生长发育过程中的生物学功能和开展泡桐分子育种
研究奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
以河南农业大学泡桐研究所林木生物技术实验
室培育的由体细胞胚胎发生途径培养的白花泡桐
(Paulownia fortunei)、豫杂一号泡桐(P． tomentosa ×
P． fortunei)、毛泡桐 ( P． tomentosa)、南方泡桐 ( P．
australis)二倍体及其对应四倍体培养 30 天的组培
苗为试验材料。组培苗培养温度为(25 ± 2)℃，光
照强度为 130 μmol·m － 2 s － 1，光照时间为每天 16 h。
收取等量上述泡桐顶芽，用液氮速冻后置于 － 80 ℃
冰箱内保存备用。
1. 2 泡桐 RNA 的提取
将收集到的泡桐顶芽混合均匀，参照 Trizol 试
剂 ( Invitrogen ) 说明书提取总 RNA，通过 Agilent
2001 BioAnalyzer 检测 RNA 的完整性，RIN≥8。28S
和 18S 的 RNA 的比值≥1. 5∶ 1，用 Qubit RNA Assay
Kit 对起始的总 RNA 进行准确定量，并检测 RNA 的
纯度，A260 /280≥1. 8。
1. 3 sRNA 文库的构建与测序
首先取总 RNA 4 μg 连接 3和 5RNA 接头，再
进行逆转录反应，将带有接头的 sRNA 片段反转录
成 cDNA，然后进行 12 个循环的 PCR 扩增。扩增产
物 PAGE 胶电泳后，回收片段长度为 145 ～ 160 bp
条带构建 pair-end 文库，最后利用 Illumina 技术进
行 sRNA 测序。
1. 4 测序数据分析
Illumina 测序所得的原始 reads，去除接头、低质
量和污染序列以及小于 18 nt 的 reads 后，得到高质
量的 reads，并统计其序列长度。先利用 SOAP( short
oligonucleotide alignment program)(Li et al．，2008)软
件将测序得到的 unique reads 与泡桐转录组文库的
unigenes(邓敏捷等，2013)进行比对，再将完全匹配
到转录组上的 reads 与 Sanger miRBase ( Release
19. 0，Auguest 2012)数据库的植物 miRNA 成熟序列
进行比对; 用 Patscan (Dsouza et al．，1997) 软件进
行保守 miRNAs 预测，允许与已知同源 miRNA 有 2
个错 配 碱 基。将 unique reads 与 非 编 码 RNA
database(Release 10 ) (包括 tRNA，rRNA，snoRNA，
other ncRNA，不含 miRNA)进行比对，去除完全比对
到该数据库上的 unique reads，剩余 reads 用于预测
新 miRNA。
1. 5 新 miRNA 靶基因预测
为更好了解泡桐新 miRNAs 的功能，用 Sanger
miRbase(Griffiths-Jones et al．，2008)预测靶基因方
法，将用 Patscan (Dsouza et al．，1997)鉴定的 miRNA
序列与泡桐 unigenes 序列(邓敏捷等，2013)进行比
对(错配碱基数小于 3 个、0 缺失、0 插入)，筛选新
miRNA 的靶基因，并分析其功能。
2 结果与分析
2. 1 泡桐 sRNAs 的深度测序
用 Illumina 测序技术对构建的泡桐 sRNA 文库
进行测序，共获得 108 054 879 条原始 reads。去除
接头，低质量、污染以及片段长度小于 18 nt 的序列
后，共得到 87 066 707 条长度大于 18 nt 的高质量
reads(表 1 )。其中，与泡桐转录组完全匹配的有
41 399 208条，占高质量 序列 的 47. 55%。泡桐
sRNA 序列长度分布比例差异很大，主要集中在
20 ～ 25 nt 之间。其中，长度 24 nt 的数量最多、高达
23 199 407条，占高质量 reads 的 26. 65%，这与多数
被子植物的研究结果一致( Lin et al．，2013; Zhao et
al．，2010; Song et al．，2010 ); 其余依次为 21 nt
(12 439 402; 14. 29% )、 23 nt ( 8 910 902;
10. 23% )和 22 nt(6 584 867; 7. 56% ) (图 1)。种
类数最多的是 24 nt(6 834 125; 47. 76% ); 其次是
23 nt ( 2 304 920; 16. 11% )， 25 nt ( 951 335;
6. 65% )和 21 nt (929 676; 6. 50% )分别位于第 3
和第 4 位。植物中存在不同长度 sRNAs 的原因可
能是其功能与靶基因调控方式具有对应关系(Wu et
al．，2010)。
表 1 泡桐 sRNA 测序数据质量
Tab． 1 Summary of sRNA data produced by
Solexa sequencing from Paulownia
类别 Class 数量 Counts
百分比
Percent(% )
总 reads Total reads 108 054 879 100
低质量 reads Low-quality reads 1 305 567 1. 21
3接头 3adaptor 6 409 673 5. 93
污染片段 Contaminants 3 997 713 3. 70
5接头 5adaptor 195 649 0. 18
小片段 reads( ＜ 18 nt)
Smaller than 18 nt reads
9 076 754 8. 40
PolyA 2 816 0. 00
高质量 reads ( size≥18 nt)
High-quality reads( size≥18 nt)
87 066 707 80. 60
87
第 11 期 牛苏燕等: 泡桐的 microRNAs 及其功能预测
图 1 高质量 reads 长度分布
Fig． 1 Length distribution of high-quality reads
2. 2 泡桐保守 miRNA 预测
由 sRNAs 类别和注释结果(表 2、图 2)看出，用
Patscan 软 件 将获得的 特异 sRNA 比 对 到 已 知
miRNAs 上的序列 (保守 miRNAs ) 只有 641 种、
6 061 631条，非编码的特异 sRNA ( rRNA，snRNA，
snoRNA，tRNA 和 other ncRNA)共有 34 022 种(占总
种类 的 0. 24% )、9 920 372 条 ( 占 总 数 量 的
11. 99% )，而功能未被注释的特异 sRNA 序列有
14 276 076种(占总种类的 99. 76% )、70 566 280 条
(占总数量的 81. 05% )。将 sRNAs 库中完全匹配到
泡桐转录组的序列与 miRBase 数据库 ( Release
19. 0，August 2012 )成熟的 miRNAs 序列同源性比
对，鉴定出来自 14 个 miRNAs 家族的 44 个保守
miRNAs。其中，miR858 家族仅有 1 个 miRNA 成
员，其余 miRNAs 家族都有多个 miRNA 成员，如
miR396 家族有 4 个成员，miR156 家族有 6 个成员。
此外，保守 miRNA 在泡桐中的表达丰度也存在差
异，不仅不同家族的 miRNA 表达丰度不同，而且即
使同一家族中不同 miRNA 成员的表达丰度也存在
差异。如 miR166 家族的表达丰度高达2 745 892，
而 miR167 家族的表达丰度只有 282; 在 miR398 家
族中，不 同 成 员 的 表 达 丰 度 为 45 ～ 183 245。
miR167 家族不同成员的表达丰度为 3 ～ 248。其他
miRNA 家族中也有类似情况出现。
表 2 泡桐 sRNA 种类分布
Tab． 2 Distribution of sRNAs among different categories from Paulownia plants
类别
Category
特异序列
Unique sequences
占特异序列百分比
Percent of unique
sequences(% )
总序列数
Total sequences
占总序列百分比
Percent of
total sequences(% )
总数 Total 14 310 739 100. 0 87 066 707 100. 0
保守 miRNA Conserved miRNA 641 0. 00 6 061 631 6. 96
核糖体 RNA rRNA 26 653 0. 19 9 814 992 11. 27
转运 RNA tRNA 2 201 0. 02 105 380 0. 12
小核仁 RNA SnoRNA 690 0. 00 10 671 0. 01
其他非编码 RNA Other ncRNA 4 478 0. 03 507 753 0. 58
未注释的 sRNA Unannotated sRNA 14 276 076 99. 76 70 566 280 81. 05
图 2 泡桐保守 miRNA 的表达丰度
Fig． 2 Abundance of conserved miRNAs in Paulownia plants
2. 3 新 miRNA 预测
利用 Patscan 软件对泡桐 sRNA 文库中未注释
序列进行比对后，发现 27 个候选的新 miRNAs(用
BLASTN 在 miRBase 19. 0 数据库中则未找到) (表
3)，这些新 miRNA 长度分布在 18 ～ 24 nt 之间，但以
21 nt 为主。Mfold 软件分析结果显示，候选新
miRNA 前体的最小折叠自由能在 － 153. 13 ～
－ 679. 90 kJ·mol － 1 之 间，平 均 为 － 308. 15 kJ·
mol － 1，比拟南芥和小麦等植物 miRNA 前体的平均
自由能低 ( Yao et al．，2007 )。此外，这些不同新
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林 业 科 学 49 卷
miRNA 表达丰度也存在着差异。其中，pau-m0001 表达丰度最高，而 pau-m00012* 表达丰度最低。
表 3 泡桐中候选的新 miRNAs
Tab． 3 Novel miRNAs candidates in Paulownia plants
名称
Name
序列
Sequence
长度
Length / nt
总数
Total counts
最低自由能
Minimal folding free energy / ( kJ·mol － 1 )
pau-m0001 TAAGTAATGCAAATCAACGACC 22 44 548 － 320. 08
pau-m0001 * CTGTTGATTTGCATTACTTTGC 22 1 695 － 320. 08
pau-m0002 TTGAGTGCAGCGTTGATGATA 21 30 060 － 224. 26
pau-m0002 * TCATTAACGCTGCATTCAATA 21 2 206 － 224. 26
pau-m0003a TCTTGATACCACCAATGGT 19 328 － 370. 70
pau-m0003a* -1 CCGTTGATGGTATCAAAATCGGGC 24 123 － 361. 08
pau-m0003a* -2 ACCGTTGATGGTATCAAAATC 21 100 － 370. 70
pau-m0003b TTTTGATACCATCAACGGTGG 21 20 － 393. 30
pau-m0003b* CCATTGGTGGTATCAAGATCT 21 19 － 393. 30
pau-m0003c TCTTGATACCATCAATGGTGG 21 1 444 － 325. 56
pau-m0003c* ACTGTTGCTGGTATCAAAATC 21 816 － 325. 56
pau-m0004 TGGACTGCCTTAATTTTGCATGCT 24 17 － 679. 90
pau-m0005 GGTGCAATGGGAGACGCCGAG 21 235 － 171. 96
pau-m0005 * CCGGCGTCGTCATTGCACCA 20 104 － 171. 96
pau-m0006 TCTCTCTTCCTTAAGGGCTTC 21 191 － 393. 30
pau-m0006 * AGCCCTTGGGGGGGAGGGAAC 21 17 － 393. 30
pau-m0007 TAGTGCAATAGAGGATGTAAT 21 184 － 314. 64
pau-m0007 * CATCCTGTATTGCATTATATT 21 47 － 314. 64
pau-m0008 CCCGTCGGCTGTCGGCGAACT 21 1 843 － 308. 36
pau-m0008 * AGCGGGTCGTCGCGTGCCGGC 21 861 － 308. 36
pau-m0009 GCATTACTTACCCTTGCATT 20 92 － 178. 66
pau-m0010 TATATGATACTTGGGCTC 18 89 － 153. 13
pau-m0011 ACAGGGACGAGGCAGAGCATG 21 1 300 － 330. 54
pau-m0012 ATCACTACATTCCATAATGACACA 24 82 － 255. 22
pau-m0012 * TGTTATTATGGAAAATAGTGATT 23 2 － 255. 22
pau-m0013 TTGGTCGCAGGAGAGATGAGGC 22 64 － 228. 03
pau-m0013 * CTCATCTCCCCTCGACTCAAG 21 4 － 228. 03
2. 4 新 miRNA 靶基因预测及功能分析
因植物 miRNAs 与其靶基因具有高度互补配对
的特性 ( Sunkar et al．，2005; Jong-Rhoades et al．，
2004)，本研究利用泡桐转录组数据库和生物信息
学分析方法预测到泡桐 27 个新 miRNAs 的 156 个
靶基因。其中，大部分 miRNAs 预测到了靶基因，并
且部分 miRNAs 有多个靶基因(但有些靶基因功能
未知)，而只有少数 miRNA 没有预测到靶基因。这
些属于不同基因家族的靶基因主要编码与泡桐生长
发育、胁迫响应、信号转导、转录调节、跨膜运输和
DNA 加工等相关的蛋白质(编码功能未知蛋白质的
靶基因未列出) (表 4)。此外，miRNAs 调控靶基因
的数量或靶基因活性受制于 miRNA 的数量也不尽
相同。例如，多酚氧化酶基因受到多个 miRNA 家族
( pau-m0001，pau-m0003，pau-m0004 ) 的 调 控，而
pau-m0004 又可同时调控多酚氧化酶Ⅱ和质膜型钙
调转运蛋白酶等多个基因。
3 讨论
利用生物信息学开展 miRNA 及其靶基因功能
预测工作的基础是不同物种间 miRNA 序列的高度
保守性。正是由于 miRNAs 具有高度的保守性、时
序性和组织特异性，故即使同一物种的不同器官或
组织、不同生长条件皆会对其 miRNA 的表达产生显
著的影响。为了更全面地获得泡桐的 miRNA 并进
行靶基因功能预测，本文利用 8 种(品种)泡桐叶片
混合样品为材料提取 RNA，构建了泡桐小 RNAs 文
库，获得的 sRNAs 总数在 10 805 万以上，共得到片
段长度大于 18 nt 的高质量 reads 达到 87 066 707
条，与泡桐转录组完全匹配的有 41 399 208 条，占高
质量 reads 的 47. 55%，说明本次泡桐 sRNA 的测序
质量和组装效果是值得信赖的。并且，构建的
sRNA 文库准确性高、覆盖度广、信息全面，这必将
为以后研究 miRNAs 在泡桐生长发育过程中的作用
提供数据支撑。虽然利用生物信息学方法得到泡桐
08
第 11 期 牛苏燕等: 泡桐的 microRNAs 及其功能预测
表 4 泡桐新 miRNA 预测的部分靶基因
Tab． 4 Identified partial target of the novel miRNAs in Paulownia plants
miRNA 家族
miRNA family
靶基因注释
Target gene annotation
靶基因序列号
Accession number
pau-m0001 叶绿体多酚氧化酶 I Chloroplast polyphenol oxidase I Sp |Q9ZP19 | PPO1_IPOBA
腺苷 3-phospho 5磷酸硫酸转运 2 Adenosine 3-phospho 5-phosphosulfate transporter 2 Sp |Q7Q5D4 | S35B3_ANOGA
丝氨酸 /苏氨酸蛋白激酶 Probable serine / threonine-protein kinase At1g54610 Sp |Q9ZVM9 |Y1461_ARATH
pau-m0002 锌指蛋白 ZPR1 同源物 Zinc finger protein ZPR1 homolog Sp |Q55E13 | ZPR1_DICDI
锌指蛋白 ZPR1 Zinc finger protein ZPR1 Sp |Q62384 | ZPR1_MOUSE
pau-m0003 钾离子通道 KOR1 Potassium channel KOR1 Sp |Q653P0 |KOR1_ORYSJ
钾离子通道 SKOR Potassium channel SKOR Sp |Q9M8S6 | SKOR_ARATH
叶绿体多酚氧化酶 Chloroplast polyphenol oxidase Sp | P43311 | PPO_VITVI
pau-m0004 叶绿体多酚氧化酶 II Chloroplast polyphenol oxidase II Sp |Q9MB14 | PPO2_IPOBA
质膜型钙调转运蛋白酶 8 Calcium-transporting ATPase 8，plasma membrane-type Sp |Q9LF79 |ACA8_ARATH
质膜型钙调转运蛋白酶 10 Calcium-transporting ATPase 10，plasma membrane-type Sp |Q9SZR1 |ACA10_ARATH
pau-m0005 乙烯应答转录因子 ERF003 Ethylene-responsive transcription factor ERF003 Sp |Q94AW5 | ERF03_ARATH
pau-m0006 蔗糖运输蛋白 SUC4 Sucrose transport protein SUC4 Sp |Q9FE59 | SUC4_ARATH
pau-m0007 光系统 II 叶绿素脱辅基蛋白 CP43 Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein Sp | P06413 | PSBC_TOBAC
生长素诱导蛋白 5NG4 Auxin-induced protein 5NG4 Sp |Q6J163 |5NG4_PINTA
F-box 蛋白 CPR30 F-box protein CPR30 Sp |Q9SU30 | CPR30_ARATH
E3 泛素蛋白连接酶 BRE1-like 1 E3 ubiquitin-protein ligase BRE1-like 1 Sp |Q8RXD6 | BRE1A_ARATH
磷酸肌醇磷脂酶 C 2 Phosphoinositide phospholipase C 2 Sp |Q39033 | PLCD2_ARATH
非典型线粒体蛋白 AtMg00810 Uncharacterized mitochondrial protein AtMg00810 Sp | P92519 |M810_ARATH
过氧化物酶酰基活化酶 17 Peroxisomal probable acyl-activating enzyme 17 Sp | F4KBF3 |AAE17_ARATH
pau-m0008 β 连环蛋白样蛋白 1 Beta-catenin-like protein 1 Sp |Q4V8K2 | CTBL1_RAT
pau-m0009 蛋白 KIAA0664 同源物 Protein KIAA0664 homolog Sp |O15818 |K0664_DICDI
多羟基化合物转运体 5 Polyol transporter 5 Sp |Q8VZ80 | PLT5_ARATH
酰基辅酶 A 结合域 －含蛋白 4 Acyl-CoA-binding domain-containing protein 4 Sp |Q9MA55 |ACBP4_ARATH
44 个保守 miRNAs 和 27 个新 miRNAs 中的大部分
功能在现有数据库中没有注释，但这也意味着泡桐
生长发育过程中存在大量功能未知的新 miRNA 需
要挖掘和研究，从而使泡桐基因组数据库的信息得
到丰富，为深入开展泡桐分子生物学研究奠定坚实
基础。此外，本试验中鉴定出的大部分 miRNA 在泡
桐中的表达丰度较低，仅有 miR166 家族和 miR398
家族等少数 miRNA 表达量较高，这种情况在 Song
等(2010)和 Qiu 等(2009)结果中也出现过; 而在小
麦和水稻等植物中低表达的 miR156 家族 ( Yao et
al．，2007)中的 miRNAs 却在泡桐中大量表达，该结
果与柑橘(Citrus trifoliata) ( Song et al．，2010)、红豆
杉 ( Taxus chinensis) ( Qiu et al．，2009 ) 和毛白杨
(Populus tomentosa)(Chen et al．，2012)等研究结果
一致。造成该结果的原因，一方面可能与木本植物
和草本植物间的遗传差异有关，另一方面也可能与
miR156 家 族、miR166 家 族 和 miR398 家 族 的
miRNAs 在不同类植物中的调控机制存在差异有一
定联系。
在 miRNA 靶基因功能预测方面，本试验从 27
个新 miRNAs 中预测到 156 个靶基因。其中，
pau-m0007靶定多个靶基因，如 F-box 蛋白 CPR30、
E3 泛素蛋白连接酶 BRE1-like 1 和生长素诱导蛋白
5NG4。研究表明，F-box 蛋白质是 SCF 复合体的一
个亚基，通过参与 SCF 复合体的形成介导了泛素化
蛋白底物的特异性识别，在其降解过程中发挥关键
作 用 ( 杨 娜 等， 2008 )。 拟 南 芥 和 金 鱼 草
(Antirrhinum majus)中的 F-box 蛋白质，参与了生长
素信号转导、开花、叶片衰老和逆境胁迫响应等多种
生理过程(秘彩莉等，2006; 许振华等，2010)。本
试验中，泡桐的 F-box 蛋白 CPR30 和 E3 泛素蛋白
连接酶 BRE1-like 1 很可能也参与了蛋白质的降解，
提高了泡桐的抗逆能力。此外，生长素诱导蛋白
5NG4 可能参与了泡桐根系形成，扩大了泡桐的分
布区域(蒋建平，1990)，并在泡桐生长发育中发挥
重要作用(Busov et al．，2004)。Pau-m0008 的靶基
因 β 连环蛋白样蛋白参与细胞增殖，可能与泡桐速
生特性有一定关联。Pau-m0001 的靶基因丝氨酸 /
苏氨酸蛋白激酶是一类蛋白质可逆磷酸化过程的关
键酶，参与调节防御反应机制信号识别与信号的传
导途径，其功能可能与泡桐对逆境的响应程度有关
(罗 茂，2011 )。总 之，pau-m0001，pau-m0007 和
pau-m0008 通过参与一系列生理生化代谢活动调控
泡桐的生长发育进程，至于相关 miRNA 靶基因鉴定
及其功能验证等工作将在泡桐基因组测序结束后作
进一步研究。
18
林 业 科 学 49 卷
参 考 文 献
邓敏捷，董焱鹏，赵振利，等 ． 2013． 基于 Illumina 高通量测序的泡桐
转录组研究 ． 林业科学，49(6) : 30 － 36．
范国强，彭海风，翟晓巧，等 ． 2001． 泡桐叶片蛋白质多态性及其聚
类分析 ． 植物学通报，18(6) :739 － 743．
范国强，赵改丽，翟晓巧，等 ． 2011． 硫酸二甲酯处理豫杂一号泡桐
丛枝病幼苗形态变化及其 SSR 分析 ． 东北林业大学学报，9
(5) :30 － 33．
范国强，赵改丽，翟晓巧，等 ． 2012． 硫酸二甲酯对毛泡桐丛枝病幼
苗植原体及 SSR 扩增位点的影响 ． 南京林业大学学报: 自然科
学版，36(3) :5 － 8．
蒋建平 ． 1990． 泡桐栽培学 ． 北京: 中国林业出版社 ．
黎 明，翟晓巧，范国强，等 ． 2008． 土霉素对豫杂一号泡桐丛枝病
幼苗形态和 DNA 甲基化水平的影响 ． 林业科学，44 ( 9 ) :
152 － 156．
罗 茂 ． 2011． 玉米抗纹枯病相关 miRNA 鉴定及功能分析 ． 雅安:
四川农业大学博士学位论文 ．
秘彩莉，刘 旭，张学勇，等 ． 2006． F-box 蛋白质在植物生长发育中
的功能 ． 遗传，28(10) : 1337 － 1342．
许振华，谢传晓 ． 2010． 植物 microRNA 与逆境响应研究进展 ． 遗传，
32(10) : 1018 － 1030．
杨 娜，侯巧明，南 洁，等 ． 2008． 泛素连接酶的结构与功能进展 ．
生物化学与生物物理进展，35(1) : 14 － 20．
Busov V B，Johannes E，Whetten R W，et al． 2004． An auxin-inducible
gene from loblolly pine (Pinus taeda L． ) is differentially expressed
in mature and juvenile-phase shoots and encodes a putative
transmembrane protein． Planta，218(6) : 916 － 927．
Chen L，Ren Y Y，Zhang Y Y，et al． 2012． Genome-wide identification
and expression analysis of heat-responsive and novel microRNAs in
Populus tomentosa． Gene，504:160 － 165．
Cummins J M， He Y， Leafy R J， et al． 2006． The colorectal
microRNAome． Proceedings of the National Academy of Sciences of
the United States of America，103 (10) : 3687 － 3692．
Dsouza M，Larsen N，Overbeek R． 1997． Searching for patterns in
genomic data． Trends in Genetics: TIG，13(12) : 497 － 498．
Erica M，Luca G，Mario E P． 2006． Characterization of five microRNA
families in maize． J Exp Bot，57(11) : 2601 － 2612．
Glazov E A，Cotte P A，Barris W C，et al． 2008． A microRNA catalog
of the developing chicken embryo identified by a deep sequencing
approach． Genome Research，18(6) : 957 － 964．
Griffiths-Jones S，Saini H K，van Dongen S，et al． 2008． miRBase:
tools for microRNA genomics． Nucleic Acids Research，36 ( suppl
1) : D154 － D158．
He L，Harmon G J． 2004． MicroRNAs: small RNAs with a big role in
gene regulation． Nature Reviews Genetics，5(7) :522 － 531．
Jong-Rhoades M W，Bartel P． 2004． Computational identification of
plant microRNAs and their targets， including a stress induced
miRNA． Mol Cell，14(6) : 787 － 799．
Lee R C， Feinbaum R L， Ambros V． 1993． The C． elegans
heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense
complementarity to lin-14． Cell，75(5) : 843 － 854．
Li R，Li Y，Kristiansen K，et al． 2008． SOAP: short oligonucleotide
alignment program． Bioinformatics，24(5) : 713 － 714．
Lin Y L，Lai Z X． 2013． Comparative analysis reveals dynamic changes
in miRNAs and their targets and expression during somatic
embryogenesis in longan (Dimocarpus longan Lour． ) ． PloS one，8
(4) : e60337．
Morin R D，Connor M D，Griflith M， et al. 2008 ． Application of
massively parallel sequencing to microRNA profiling and discovery in
human embryonic stem cells． Genome Research， 18 ( 4 ) :
610 － 621．
Moxon S，Jing R，Szittya G，et al． 2008． Deep sequencing of tomato
short RNAs identifies microRNAs targeting genes involved in fruit
ripening． Genome Research，18(10) :1602 － 1609．
Qiu D，Pan X，Wilson I W，et al． 2009． High throughput sequencing
technology reveals that the taxoid elicitor methyljasmonate regulates
microRNA expression in Chinese yew ( Taxus chinensis) ． Gene，
436(1) : 37 － 44．
Song C N，Wang C，Zhang C Q，et al． 2010． Deep sequencing discovery
of novel and conserved microRNAs in trifoliate orange ( Citrus
trifoliata) ． BMC Genomies，11(1) :431．
Sunkar R，Zhu J K． 2004． Novel and stress-regulated microRNAs and
other small RNAs from Arabidopsis． Science Signaling，16 ( 8 ) :
2001 － 2019．
Sunkar R，Girke T，Jain P K，et al． 2005． Cloning and characterization
of microRNAs from rice． Plant Cell，17(5) :1397 － 1411．
Wan L C， Wang F， Guo X Q， et al． 2012． Identification and
characterization of small non-coding RNAs from Chinese fir by high
throughput sequencing． BMC Plant Biology，12(1) :146．
Wang K，Li M，Gao F，et al． 2012． Identification of Conserved and
Novel microRNAs from Liriodendron chinense floral tissues． PLoS
one，7(9) :e44696．
Wei B，Cai T，Zhang R Z，et al． 2009． Novel microRNAs uncovered by
deep sequencing of small RNA transcriptomes in bread wheat
(Triticum aestivum L． ) and Brachypodium distachyon (L． ) Beauv．
Funct Integr Genomics，9(4) : 499 － 511．
Wu L，Zhou H Y，Zhang Q Q，et al. 2010． DNA methylation mediated
by a microRNA pathway． Molecular Cell，38(3) : 465 － 475．
Xue X，Sun J，Zhang Q，et al. 2008 ． Identification and characterization
of novel microRNAs from Schistosoma japonicum． PLoS one，3
(12) :e4034．
Yang Y H，Chen X J，Chen J Y，et al． 2011． Identification of novel and
conserved microRNAs in Rehmannia glutinosa L． by solexa
sequencing． Plant Mol Biol Rep，29(4) :986 － 996．
Yao Y Y，Guo G G，Ni Z F，et al． 2007． Cloning and characterization of
microRNAs from wheat ( Triticum aestivum L． ) ． Genome Biol，8
(6) : R96．
Zhao C Z，Xia H，Fazier T P，et al. 2010 ． Deep sequencing identifies
novel and conserved microRNAs in peanuts (Arachis hypogaea L． ) ．
BMC Plant Biology，10 (1) :3．
(责任编辑 徐 红)
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