Hortic Res 综述 | 中国农业大学发现LncRNAs在非编码RNAs协调调控植物生长及响应环境胁迫网络中发挥重要作用
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阅读： 2024/1/24 17:26:53
在微阵列及高通量测序手段的不断进步下，真核生物基因组看似无功能的转录本被鉴定可以产生大量的非编码RNAs（ncRNAs），随着深入研究发现ncRNAs在协调调控植物生长发育以及适应外部环境胁迫等复杂过程中发挥的作用不容小觑。从短的非编码RNAs (small RNAs)到长的非编码RNA（lncRNAs），均表现出显著的调控能力，其中，lncRNAs在广泛的ncRNAs调控网络中占据了重要地位。
2023年11月，Horticulture Research上线了（Advance Access）中国农业大学朱鸿亮团队题为LncRNAs exert indispensable roles in orchestrating the interaction among diverse noncoding RNAs and enrich the regulatory network of plant growth and its adaptive environmental stress response 的综述论文。
在这篇综述里，我们总结了植物lncRNAs及其协调调控其他非编码RNAs的作用机制。我们根据序列长度和结构将ncRNAs分为small RNAs、medium-ncRNAs、lncRNAs 和circle RNAs，详述了ncRNAs的生物来源和合成过程。并且根据lncRNAs和编码基因的相对位置，包括启动子、5'UTR、内含子、外显子和3'UTR区域及基因间的lncRNAs，通过1-2个经典的例子对lncRNAs所涉及到的多种调控机制进行了重点讨论，涵盖植物对激素，盐，光照等环境因子的响应以及植物开花，生长发育等方面。对于lncRNA可作为中心分子参与相分离过程也进行了介绍（图1）。
图1 lncRNA在植物中的经典调控模式
此外，我们阐明了lncRNAs、miRNAs和siRNAs之间的协调机制，特别强调了lncRNAs在充当海绵（sponges）、前体（precursors）、剪接体（spliceosome）、稳定因子（stabilization）、支架（scaffolds）或相互作用因子（interaction factors）等过程中与其他ncRNAs的协调调控作用。而且，对某些ncRNAs存在编码功能性微肽的可能性也进行了阐述（图2）。
图2 非编码RNA（miRNAs和siRNAs）和lncRNAs之间的协调调控
目前已经提出了很多先进的计算算法预测功能性lncRNAs，但随后的高成本验证方法阻碍了该领域的快速发展。因此，迫切需要探索更准确、更具成本效益的lncRNAs研究方法，值得注意的是，源自动物的方法对植物研究将是很好的启发。lncRNAs作为ncRNAs调控网络的关键因子，显著地丰富了植物生长发育及对环境胁迫响应过程。当然，lncRNAs更多的潜在作用还有待我们探索。
中国农业大学2020级在读博士张玲玲为论文的第一作者，中国农业大学食品科学与营养工程学院朱鸿亮教授和农业农村部农产品质量监督检验检测中心张春娇高级工程师为共同通讯作者。中国农业大学园艺学院林涛教授，新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所吴斌研究员参与了相关工作。研究得到国家重点研究发展计划、国家自然科学基金项目，NSFC-ISF联合研究计划的支持。
文章链接：
https://doi.org/10.1093/hr/uhad234
转自：“园艺研究”微信公众号
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