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Small RNA为一类重要的体内调节分子,它的功能主要是诱导基因沉默,参与基因转录后调控,从而调节细胞生长、分化,以及个体发育、生殖等重要生物学过程。小RNA测序研究某一物种特定组织在特定状态下的所有已知小RNA,并发现新的、该物种特有的小RNA及其靶标,为小RNA功能研究及该物种的基因调控机制研究提供有力工具。


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棉花miRNA 参与植物对盐胁迫的应答


A cotton miRNA is involved in regulation of plant response to salt stress


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设计思路


棉花miRNA 参与植物对盐胁迫的应答设计思路.png


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研究结果


在棉花中发现一个新的microRNA,miRNVL5(microRNA ovual line 5),该基因可 作 用于它的靶标基因 GhCHR。在盐胁迫下,棉花幼苗中miRNVL5 表达受到抑制,而GhCHR 表达量上升。


在浓度为100–150 mM NaCl 处理下,转入miRNVL5 的拟南芥根的长度显著短于野生型;而转入miRNVL5 突变体和GhCHR 的拟南芥则显出较高耐受性。过量的Na+ 对植物生长有害,K+ 在盐胁迫下对Na+ 有拮抗作用。在浓度为200 mMNaCl 处理下,转入miRNVL5 的拟南芥的叶子和根部吸收更多的Na+,但转入GhCHR 的拟南芥吸收了较少的Na+。植株叶根部对K+ 的吸收情况刚好相反(图1)。

图1 转基因拟南芥受到盐胁迫后幼苗发育不良.png

图1 转基因拟南芥受到盐胁迫后幼苗发育不良


miRNVL5 在拟南芥中导致敏感性表型,于是进行靶标预测。发现了5 个潜在靶标基因,这些基因都属于PHD 家族,且在盐胁迫下表达量都受到抑制。在全基因组范围内进行降解组测序,应用CleaveLand 流程鉴定靶标。最终,AT2G44380的降解片段被成功注释。在芯片表达量的验证中,野生型拟南芥中该基因受到NaCl 诱导,而在转入miRNVL5 后受到抑制(图2)。


图2 降解组测序鉴定转基因拟南芥中miRNVL5 的靶标基因.png

图2 降解组测序鉴定转基因拟南芥中miRNVL5 的靶标基因


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参考文献


Gao S, Yang L, Zeng H Q, et al. A cotton miRNA is involved in regulation of plant response to salt stress[J]. Scientific reports, 2016, 6.

Q研究small RNA需要提供什么样品?


A老师只需提供样品总RNA,无需将small RNA进行分离。提取方法不能按照做转录组的标准提取的,提取过程中不能过柱,不能用LiCl沉淀,否则small RNA会丢失,不能用于small RNA建库。


Q如何利用small RNA进行病毒鉴定?有哪些优势?


A

对被病毒侵染后的寄主样品进行small RNA测序,对siRNA进行拼接组装(病毒Small RNA分子相互重叠,使重叠群能够组装病毒基因组序列)鉴定候选病毒种类。利用small RNA进行病毒鉴定,无需离体培养病毒,直接提取感染病毒寄主组织的total RNA,在寄主没有参考基因组的情况下仍可对DNA病毒和RNA病毒进行鉴定。



Qsmall RNA测序是否做生物学重复?


A动物样品可以考虑做生物学重复。植物样品不建议做生物学重复,根据项目经验,重复性很差。当与有生物性重复的转录组同时进行联合分析时,小RNA可以考虑混样测序。



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