科研動態

中國林科院“十三五”國家自然科學基金項目優秀成果彙編報道14

——沙棘果實生長發育過程中的非編碼RNA調控機制

 

時間:2021-02-10 來源: 文字: 圖片: 編輯:烏日娜 點擊:

森林生物學:圍繞林木優質高産、抗逆脅迫、重金屬修複等重要性狀調控、關鍵基因功能等方面取得了一系列重要成果,爲創制優質林木新品種、發掘林木生態修複功能等奠定基礎。首次證實了調控沙棘果實中生物活性成分和營養物質合成、累積的關鍵基因,爲理解沙棘果實生長發育和品質形成的分子調控機制提供重要證據;首次報道了皮層光合是樹皮吸水修複栓塞的驅動力,該成果引起了國內外樹木生理學家的廣泛關注;首次揭示了柳樹吸收與轉運重金屬銅的生理生態機制,豐富和完善林木在修複重金屬汙染土壤的理論。

沙棘果實生長發育過程中的非編碼RNA調控機制

Regulation mechanism of non-coding RNA during the sea buckthorn fruit development

沙棘果實含有豐富的營養物質和生物活性物質,廣泛應用于各個領域。解析果實成熟的調控機制,不僅能夠在理論上認知植物發育的重要階段,而且能夠爲改良果實品質、延長貯藏保鮮時間提供理論依據。

中国林科院林业所张建国研究员带领的团队在国家自然科学基金项目(批准号:31470616)的资助下,通过对沙棘果实不同发育时期的lncRNA、circRNA、miRNA和mRNA进行整合分析,分别构建了lncRNA-miRNA-mRNA和circRNA-mRNA-miRNA调控网络,鉴定出118条差异表达的lncRNA,252条circRNA和32条差异表达的microRNA。靶基因功能注释发现,这些差异表达的lncRNA和circRNA与维生素C、类黄酮、胡萝素、脂质合成和植物激素信号转导有关。体内沉默和亚细胞定位分析表明,两条lncRNA (LNC1和LNC2)能够通过内源性模拟靶标(eTMs)的方式来分别调控miR-156a和miR-828a的表达进而分别降低和升高转录因子SPL9和MYB114的表达,从而调控花青素的合成和累积。研究还预测了53个circRNA富含miRNA结合位点,在细胞中对9个miRNA发挥海绵作用。通过设计环状RNA发散特异引物(divergent primer)进行RT-qPCR和克隆测序,验证了6个环状RNA的差异表达和反剪接位点。

這些研究結果爲理解沙棘果實生長發育和品質形成的非編碼RNA調控機制提供了重要證據。該部分的研究結果先後發表在GeneFASEB J.DNA Res.RNA Bio.期刊上。



沙棘果實lncRNA調控花青素合成的模式

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