轉錄因子沒新意？聊聊非編碼RNA在花青素合成研究中的新思路

2020-11-02 安諾基因

顏色是植物最重要的品質性狀之一，是植物進化過程中最具適應意義的表型性狀。花青素是使植物呈色的一種重要色素，它對於植物品種色澤改良研究具有重要意義[1]。此外，花青素還參與了植物環境脅迫應答、病原菌和昆蟲脅迫應答等一系列生物學過程。

目前，與植物花青素合成相關的非編碼RNA研究還處於一個起步階段，小編整理了3篇前人研究文獻以供大家參考。

lncRNA參與蘋果果皮的花青素合成

文獻名稱：Systematic identification of long noncoding RNAs expressed during light-induced anthocyanin accumulation in apple fruit[2]

發表期刊：The Plant journal（IF 6.141）

文庫構建：對開花後120天採收的蘋果進行0，3，5，8天的光照處理，並對每個時段的蘋果果皮進行轉錄組測序

研究內容

花青素有助於蘋果果實的著色，並對其觀賞、食用和市場價值有重要影響。研究人員對「紅富士」蘋果果皮在光誘導下花青素快速積累過程中的基因表達變化進行鑑定，通過WGCNA分析、miRNA-lncRNA-mRNA表達調控網絡構建、基因功能驗證等一系列工作證實了lncRNA MLNC3.2和MLNC4.6是miRNA156a的潛在靶標，在光誘導下阻止miR156a對SPL2like和SPL33的降解，從而促進SPL2-like和SPL33的表達和花青素的積累。


差異表達基因的篩選

共表達網絡構建（左）和候選基因功能驗證（右）

miRNA調控楊樹花青素合成

文獻名稱：MiR156 regulates anthocyanin biosynthesis through SPL targets and other microRNAs in poplar[3]

發表期刊：Horticulture Research（IF 5.404）

文庫構建：野生型&miRNA過表達楊樹株系幼莖（每組3個生物學重複）

研究內容

花青素可以參與楊樹的生物和非生物脅迫應答，前人對於楊樹花青素合成相關轉錄因子和結構基因的研究較為透徹，但目前miRNA在楊樹花青素生物合成過程中的調控作用尚不清楚。研究人員在楊樹中過表達miR156，綜合小RNA測序、mRNA測序、代謝組測序的結果，鑑定到miR160h和miR858分別通過調節生長素應答因子和MYB轉錄因子，影響楊樹花青素的積累；過表達miR156的轉基因楊樹與野生型相比，其花青素、黃酮和黃酮醇的含量顯著提高。本研究證明了miR156可以通過多種因素（microRNAs、轉錄因子、結構基因）對楊樹的花青素生物合成途徑進行調控。

野生型&miR156過表達楊樹株系表型

野生型&miR156過表達楊樹株系轉錄組學分析

lncRNA在沙棘果實花青素合成中的調控作用

文獻名稱：Transcriptomic and functional analyses unveil the role of long non-coding RNAs in anthocyanin biosynthesis during sea buckthorn fruit ripening[4]

發表期刊：DNA Research（IF 4.009）

文庫構建：沙棘品種「紅果」的MG、BR、RR三個發育階段的果實（每組3個生物學重複）

研究內容

沙棘果實成熟過程快，果實中營養成分和抗氧化成分含量高，是研究果實成熟的理想材料。研究人員使用高通量測序的方法，對沙棘果實三個發育階段的轉錄組進行分析。通過過表達/沉默實驗，鑑定到LNC1和LNC2可以作為miR156a 和miR828a的靶標，分別降低SPL9的表達和誘導MYB114的表達。高效液相色譜分析結果顯示這一過程也可影響花青素的含量。本研究首次對沙棘中的lncRNA進行全局表達分析，為果實品質調控提供了新見解。

沙棘果實的轉錄組學分析

候選lncRNA的功能驗證

希望以上花青素合成相關的非編碼RNA研究可以給各位老師的課題研究帶來新思路，說了這麼多~也請讓小編宣傳一波~

安諾基因在轉錄組測序方面擁有多樣化的產品類型，涵蓋了普通轉錄組測序產品、醫學轉錄組測序產品、lncRNA測序產品、醫學lncRNA測序產品、單細胞轉錄組測序產品、全轉錄組測序產品等，各類型產品均有豐富的項目經驗及物種經驗，擁有專業的實驗團隊、分析團隊以及領先的二代、三代測序平臺，為大家提供高質量的測序服務，滿足廣大科研工作者們的研究需求，一切只為助力科研。

參考文獻

[1] 戴思蘭, 洪豔. 基於花青素苷合成和呈色機理的觀賞植物花色改良分子育種[J]. 中國農業科學, 2016.03.011.

[2] Yang T , Ma H , Zhang J , et al. Systematic identification of long noncoding RNAs expressed during light‐induced anthocyanin accumulation in apple fruit[J]. The Plant Journal, 2019, 100(3).

[3] Yamei Wang, Wenwen Liu, Xinwei Wang, et al. MiR156 regulates anthocyanin biosynthesis through SPL targets and other microRNAs in poplar[J]. Horticulture Research, 2020 Aug 1;7:118.

[4] Guoyun, Zhang, Daoguo, et al. Transcriptomic and functional analyses unveil the role of long non-coding RNAs in anthocyanin biosynthesis during sea buckthorn fruit ripening[J].DNA Research, 2018.

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