摘要
本报告旨在调研并整理当前植物miRNA分析领域使用最广泛的软件工具，涵盖miRNA鉴定、靶基因预测以及相关数据库。通过对现有文献和工具的分析，我们总结了各类工具的特点和适用场景，旨在为植物miRNA研究人员提供参考。
1. 引言
微RNA（miRNA）是一类长度约为20-24个核苷酸的非编码RNA分子，在植物生长发育、逆境响应等多种生物学过程中发挥着关键的调控作用。随着高通量测序技术的发展，miRNA的鉴定和功能研究已成为植物学研究的热点。然而，miRNA分析涉及复杂的生物信息学流程，需要借助专业的软件工具和数据库。本报告将重点介绍植物miRNA分析领域常用的软件工具及其最新进展。
2. miRNA鉴定工具
植物miRNA的鉴定是miRNA研究的第一步，主要通过小RNA测序数据进行。以下是一些常用的植物miRNA鉴定工具：
2.1 miRDeep-P2
miRDeep-P2是miRDeep-P的升级版本，被广泛认为是植物miRNA鉴定的主流工具之一。它采用新的过滤策略和算法，能够准确、快速地从植物小RNA测序数据中识别已知和新型miRNA。多项研究表明，miRDeep-P2在性能上优于其他同类工具，尤其在灵敏度和速度方面表现突出 [9] [12] [15]。
2.2 ShortStack
ShortStack是另一个常用的miRNA鉴定工具，尤其适用于从sRNA-seq数据中识别miRNA。它能够识别已知miRNA并预测新型miRNA，但与miRDeep-P2相比，其识别的已知miRNA数量可能略少 [7] [11]。
2.3 miRador
miRador是一个快速而精确的植物miRNA预测工具，它利用最新的、社区公认的标准来准确识别miRNA [5]。研究表明，miRador与miRDeep-P2在识别已知拟南芥miRNA的数量上相似 [7]。
2.4 其他工具
•miRPlant: 第一个专门为植物miRNA鉴定而开发的工具，无需第三方应用程序 [13]。
•microRPM: 能够仅基于小RNA测序数据预测miRNA，无需其他先决条件 [5]。
•sRNAbench: 在评估的工具中，sRNAbench被认为是最准确的 [12]。
3. miRNA靶基因预测工具
miRNA通过与靶基因mRNA结合来调控基因表达。预测miRNA的靶基因是理解其功能的重要环节。植物miRNA与靶基因的结合通常需要较高的匹配度，这使得植物miRNA的靶基因预测相对容易。
3.1 psRNATarget
psRNATarget是一个广泛使用的植物miRNA靶基因预测工具，它基于序列互补性原理进行预测。该工具支持在线使用，用户可以上传miRNA序列和转录本库进行预测 [14] [16]。
3.2 psRobot
psRobot是另一个流行的植物miRNA靶基因预测工具，它允许并行处理数据集，并且在预测“真阳性”靶基因方面表现出较高的效率 [12] [14] [16]。
3.3 TargetFinder
TargetFinder也是植物miRNA靶基因预测的“老牌”工具之一，在预测拟南芥中的“真阳性”靶基因方面表现出高效率 [12] [16]。
3.4 comTAR
comTAR是一个基于网络的应用，通过进化过程中序列保守性来识别植物miRNA靶基因 [3]。
4. miRNA数据库
miRNA数据库是存储和管理miRNA序列、靶基因信息、表达谱等数据的重要资源，为miRNA研究提供了便利。
4.1 PmiREN
PmiREN（Plant miRNA Encyclopedia）是一个全面的植物miRNA功能数据库。其2.0版本包含了来自179个物种的38,186个miRNA位点、7,838个家族以及141,327个预测的miRNA-靶基因对。PmiREN 2.0不仅保留了原有功能，还新增了11个用于深度数据挖掘和实验实践的工具，并建立了PmiREN论坛，促进资源共享和交流 [1]。
4.2 miRBase
miRBase是miRNA领域最权威的数据库之一，收集了来自多种物种的miRNA序列、注释和命名信息。miRBase的更新对于miRNA研究至关重要 [6]。
4.3 PMRD
PMRD（Plant microRNA Database）是一个专注于植物miRNA的数据库，包含miRNA序列、靶基因和二级结构等信息 [8]。
5. 总结与展望
植物miRNA分析领域工具众多，其中miRDeep-P2在miRNA鉴定方面表现突出，而psRNATarget、psRobot和TargetFinder则是常用的靶基因预测工具。PmiREN作为综合性植物miRNA数据库，为研究人员提供了丰富的资源和分析工具。随着人工智能技术的发展，机器学习方法在植物miRNA预测中的应用也日益增多，预示着未来miRNA分析工具将更加智能化和高效 [10] [15]。
参考文献
[1] PmiREN: Plant microRNA Encyclopedia. Available at: https://www.pmiren.com/ [2] miRScore: A rapid and precise microRNA validation tool. Available at: https://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1013663 [3] comTAR: a web tool for the prediction and characterization of ... Available at: https://academic.oup.com/bioinformatics/article/30/14/2066/2390299 [4] Plant microRNAs: Unexplored biogenesis, prediction tools ... Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2452014423000614 [5] miRador: a fast and precise tool for the prediction of plant miRNAs. Available at: https://www.researchgate.net/publication/365803184_miRador_a_fast_and_precise_tool_for_the_prediction_of_plant_miRNAs [6] 研究miRNA必备的分析网站汇总！ - 知乎专栏. Available at: https://zhuanlan.zhihu.com/p/106017327 [7] miRador: a fast and precise tool for the prediction of plant ... Available at: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9922418/ [8] 32个microRNA相关的数据库与预测、功能分析软件 - 基迪奥生物. Available at: https://www.genedenovo.com/news/279.html [9] accurate and fast analysis of the microRNA transcriptome in plants. Available at: https://academic.oup.com/bioinformatics/article/35/14/2521/5232218 [10] Machine learning approaches for plant miRNA prediction. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2949798123000145 [11] sRNAanno—a database repository of uniformly annotated ... Available at: https://www.nature.com/articles/s41438-021-00480-8 [12] Abstract - Applications in Plant Sciences - Wiley. Available at: https://bsapubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002%2Faps3.11414 [13] Abstract - Applications in Plant Sciences - Wiley. Available at: https://bsapubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aps3.11414 [14] A comparison of performance of plant miRNA target prediction ... Available at: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4035075/ [15] Identification of plant microRNAs using convolutional ... Available at: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2024.1330854/full [16] CMB_2025v15n5. Available at: https://sophiapublisher.com/bioscipublisher/CMB/Vol.15/No.5/15/
