... 真核生物基因组中高达90%的区域可被转录, 这些转录产物大部分为非编码RNA (non-coding RNA, ncRNA).人类基因组中仅有不到2%的转录产物具有蛋白编码功能(Djebali et al., 2012).根据转录本长度, 可将ncRNA分为小分子非编码RNA (small non-coding RNA, sRNA)和长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA) (Kim and Sung, 2017).sRNA可进一步细分为miRNA (microRNA)、siRNA (small interfering RNA)、piRNA (PIWI-interacting RNA)和tsRNA (transfer RNA-derived small RNA)等.miRNA和siRNA长度为20-30 nt, 通过介导RNA诱导的沉默复合体在转录后水平或蛋白水平负调控靶基因的表达; piRNA长度为24-33 nt, 通过引导与其互作的PIWI蛋白降解靶标转录本; tsRNA由tRNA经切割加工得到, 通过调控RNA结合蛋白(RNA-binding proteins, RBP)与靶标mRNA结合, 进而影响靶标mRNA的表达水平(Chen et al., 2021; Chen and Rechavi, 2022; Zhan and Meyers, 2023).lncRNA通常被定义为长度超过200 nt且不具有蛋白编码能力的转录本(Ng et al., 2013).由于其表达水平较低且保守性低, lncRNA一直被认为是转录噪音.20世纪90年代, Brannan等(1990)证实lncRNA H19参与小鼠胚胎发育, 这是最早报道具有明确生物学功能的lncRNA.随后, 越来越多的实验证实lncRNA在胚胎发育、细胞分化与凋亡、免疫反应、疾病和肿瘤发生等多种生命活动中发挥重要的调控作用(Shi et al., 2013; Ariel et al., 2015; Palazzo and Koonin, 2020).lncRNA逐渐成为生命科学新兴的研究方向与热点.环状RNA (circular RNA, circRNA)是RNA领域新兴的研究热点, 其在细胞生理和疾病发生中起重要调控作用.CircRNA不具有5′末端帽子和3′末端poly(A)尾巴结构, 来源和作用方式与lncRNA存在显著区别.本文将重点介绍lncRNA在玉米(Zea mays)中的研究进展. ...

... 真核生物基因组中高达90%的区域可被转录, 这些转录产物大部分为非编码RNA (non-coding RNA, ncRNA).人类基因组中仅有不到2%的转录产物具有蛋白编码功能(Djebali et al., 2012).根据转录本长度, 可将ncRNA分为小分子非编码RNA (small non-coding RNA, sRNA)和长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA) (Kim and Sung, 2017).sRNA可进一步细分为miRNA (microRNA)、siRNA (small interfering RNA)、piRNA (PIWI-interacting RNA)和tsRNA (transfer RNA-derived small RNA)等.miRNA和siRNA长度为20-30 nt, 通过介导RNA诱导的沉默复合体在转录后水平或蛋白水平负调控靶基因的表达; piRNA长度为24-33 nt, 通过引导与其互作的PIWI蛋白降解靶标转录本; tsRNA由tRNA经切割加工得到, 通过调控RNA结合蛋白(RNA-binding proteins, RBP)与靶标mRNA结合, 进而影响靶标mRNA的表达水平(Chen et al., 2021; Chen and Rechavi, 2022; Zhan and Meyers, 2023).lncRNA通常被定义为长度超过200 nt且不具有蛋白编码能力的转录本(Ng et al., 2013).由于其表达水平较低且保守性低, lncRNA一直被认为是转录噪音.20世纪90年代, Brannan等(1990)证实lncRNA H19参与小鼠胚胎发育, 这是最早报道具有明确生物学功能的lncRNA.随后, 越来越多的实验证实lncRNA在胚胎发育、细胞分化与凋亡、免疫反应、疾病和肿瘤发生等多种生命活动中发挥重要的调控作用(Shi et al., 2013; Ariel et al., 2015; Palazzo and Koonin, 2020).lncRNA逐渐成为生命科学新兴的研究方向与热点.环状RNA (circular RNA, circRNA)是RNA领域新兴的研究热点, 其在细胞生理和疾病发生中起重要调控作用.CircRNA不具有5′末端帽子和3′末端poly(A)尾巴结构, 来源和作用方式与lncRNA存在显著区别.本文将重点介绍lncRNA在玉米(Zea mays)中的研究进展. ...

... 植物缺磷是全球农业生产中普遍面临的问题.深入理解植物适应磷胁迫的生理及分子机制, 充分挖掘作物自身吸收和利用磷素的生物学潜力, 有助于实现磷肥的高效利用.miRNA399是第1个被发现响应低磷胁迫的植物miRNA, 其特异性受低磷胁迫诱导表达(Fujii et al., 2005).拟南芥和水稻中, miRNA399通过负调控其靶标E2泛素结合酶基因UBC24 (PHO2)的表达参与调节体内磷酸盐平衡(Chiou et al., 2006; Lin et al., 2008; Hu et al., 2011).当土壤中磷酸盐含量充足时, PHO2将多聚泛素连接到底物蛋白PHO1 (PHOSPHATE1)以及PHT1 (PHOSPHATE TRANSPORTER1)上, 促进PHO1和PHT1降解, 从而保障植物维持最适的磷酸盐吸收和转运效率(Huang et al., 2013).在miRNA399过表达转基因拟南芥和水稻中, 由于PHO2转录本减少, 减弱了对PHO1和PHT1蛋白的泛素化降解, 使根系磷酸盐的吸收能力增强, 并导致植株地上部积累过量的磷酸盐, 从而出现老叶枯黄坏死的磷中毒表型(Aung et al., 2006; Hu et al., 2011).在miRNA399-PHO2通路中, 拟南芥lncRNA IPS1与其同源基因At4受低磷诱导表达, IPS1作为竞争性内源RNA分子通过碱基序列互补与靶基因PHO2竞争性结合miRNA399, 从而抑制miRNA399对PHO2的切割(Franco-Zorrilla et al., 2007). ...

... 为方便学术成果分享, 对lncRNA的分类和功能注释至关重要.根据lncRNA在基因组中与邻近编码蛋白基因的位置关系, 可将lncRNA分为基因间lncRNA (intergenic lncRNA, lincRNA)、正义链lncRNA (sense lncRNA)、天然反义链lncRNA (natural antisense lncRNA, NATs)、内含子lncRNA (intronic lncRNA)和双向lncRNA (bidirectional lncRNA) (图1) (Hermans-Beijnsberger et al., 2018).目前已知的植物功能性lncRNA类型主要为lincRNA (如PROMPTs、HID1和MISSEN)、NAT (如MAS、COOLAIR、cis- NAT_PHO1;2及LAIR)和内含子lncRNA (如COLDAIR) (Heo and Sung, 2011; Jabnoune et al., 2013; Csorba et al., 2014; Wang et al., 2014, 2018; Kim and Sung, 2017; Zhao et al., 2018; Song et al., 2019; Zhou et al., 2021).正义链lncRNA与双向lncRNA是否参与植物生长发育和逆境胁迫响应还有待进一步证实. ...

... 为方便学术成果分享, 对lncRNA的分类和功能注释至关重要.根据lncRNA在基因组中与邻近编码蛋白基因的位置关系, 可将lncRNA分为基因间lncRNA (intergenic lncRNA, lincRNA)、正义链lncRNA (sense lncRNA)、天然反义链lncRNA (natural antisense lncRNA, NATs)、内含子lncRNA (intronic lncRNA)和双向lncRNA (bidirectional lncRNA) (图1) (Hermans-Beijnsberger et al., 2018).目前已知的植物功能性lncRNA类型主要为lincRNA (如PROMPTs、HID1和MISSEN)、NAT (如MAS、COOLAIR、cis- NAT_PHO1;2及LAIR)和内含子lncRNA (如COLDAIR) (Heo and Sung, 2011; Jabnoune et al., 2013; Csorba et al., 2014; Wang et al., 2014, 2018; Kim and Sung, 2017; Zhao et al., 2018; Song et al., 2019; Zhou et al., 2021).正义链lncRNA与双向lncRNA是否参与植物生长发育和逆境胁迫响应还有待进一步证实. ...

... 在构建链特异性转录组测序(strand-specific RNA sequencing, ssRNA-seq)文库时, 将转录本的方向信息保存到测序文库中, 能够确定转录本来源于基因组的正链或负链.因此, ssRNA-seq可用于几乎所有类型的lncRNA挖掘, 并且对转录本的表达定量更加准确(Zhao et al., 2015).Wang等(2015)通过分析玉米和水稻不同发育阶段的ssRNA-seq数据, 共得到22 334个lincRNAs和6 673个NATs; 结合全基因组关联分析(genome wide association studies, GWAS), 证实在水稻和玉米中鉴定到的lncRNA基因SNP位点与产量构成要素和粒型等重要农艺性状相关联, 表明lncRNA在农作物产量形成中起重要作用. ...

... 为方便学术成果分享, 对lncRNA的分类和功能注释至关重要.根据lncRNA在基因组中与邻近编码蛋白基因的位置关系, 可将lncRNA分为基因间lncRNA (intergenic lncRNA, lincRNA)、正义链lncRNA (sense lncRNA)、天然反义链lncRNA (natural antisense lncRNA, NATs)、内含子lncRNA (intronic lncRNA)和双向lncRNA (bidirectional lncRNA) (图1) (Hermans-Beijnsberger et al., 2018).目前已知的植物功能性lncRNA类型主要为lincRNA (如PROMPTs、HID1和MISSEN)、NAT (如MAS、COOLAIR、cis- NAT_PHO1;2及LAIR)和内含子lncRNA (如COLDAIR) (Heo and Sung, 2011; Jabnoune et al., 2013; Csorba et al., 2014; Wang et al., 2014, 2018; Kim and Sung, 2017; Zhao et al., 2018; Song et al., 2019; Zhou et al., 2021).正义链lncRNA与双向lncRNA是否参与植物生长发育和逆境胁迫响应还有待进一步证实. ...