小麦是一种全球性的主食,在数十亿人的生计中发挥着关键作用。尽管长链非编码rna (lncRNAs)已被认为是许多生物过程的关键调节因子,但我们对与小麦(Triticum aestivum)籽粒发育相关的lncRNAs的了解仍然很少。
《种子生物学》于2023年9月4日发表了一篇题为“长链非编码rna的综合图谱为小麦的籽粒发育提供了见解”的在线论文。
为了阐明lncrna在小麦中的分布,本研究对授粉后10天和15天的谷物胚乳进行了全基因组链特异性RNA测序(ssRNA-seq),并整合了来自不同发育阶段和组织的545个公开转录组数据集。分析管道是根据先前的研究进行修改,处理RNA-seq数据的三个主要步骤:映射,组装和过滤。结果在小麦中鉴定出20,893个lncrna。这些lncRNAs的转录本平均长度为900 bp,主要为单外显子结构(48%),与长末端重复反转录转座子(lts, 41.40%)有明显的重叠。与蛋白编码基因(PCGs)相比,小麦lncRNAs转录物长度较短,外显子较少,组织特异性表达高于PCGs,且其表达模式与邻近的PCGs呈正相关。此外,通过分析三个小麦亚基因组(A、B和D)中lncrna的分布,我们发现90.7%的lncrna只存在于单个亚基因组中,这表明lncrna与PCGs具有不同的进化轨迹。为了确保对这些丰富数据的有效访问,本研究开发了综合数据库wLNCdb (http://wheat.cau.edu.cn/wLNCdb),该数据库提供了多种工具来探索小麦lncRNA谱,包括小麦遗传资源中的表达模式、共表达网络、功能注释和单核苷酸多态性。值得注意的是,利用wlnncdb,作者发现了lncRNA TraesLNC1D26001.1,该lncRNA通过上调脱落酸不敏感5 (TaABI5),过表达延迟小麦种子萌发,从而负调控种子萌发。此外,该lncRNA似乎与小麦中淀粉和蛋白质生物合成相关基因共表达,强调了其在谷物发育和最终使用质量中的潜在调节作用。
总之,这项开创性的研究提供了小麦lncrna的全面图谱。wlncrna数据库以其丰富的信息和先进的工具集,为未来lncrna功能的探索和分析奠定了基础。这项研究不仅加深了我们对小麦lncrna作用的理解,特别是在种子发育过程中,而且为利用这些知识提高小麦产量和质量铺平了道路。