近日，國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室林木分子改良研究團(tuán)隊(duì)（柳參奎教授團(tuán)隊(duì)）在《The Plant Journal》（中科院1區(qū)，IF=6.417）發(fā)表題為“Role of lncRNAs in cis- and trans-regulatory responses to salt inPopulus trichocarpa”的研究論文。研究結(jié)果揭示了楊樹(shù)中l(wèi)ncRNA順式和反式調(diào)節(jié)基因表達(dá)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)在鹽脅迫后期，劇烈上調(diào)表達(dá)的Ptlinc-NAC72，對(duì)其功能做了初步研究，該基因可能對(duì)植物在鹽脅迫后，恢復(fù)生長(zhǎng)方面，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
近年來(lái)，發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的長(zhǎng)鏈非編碼RNA (lncRNA)參與調(diào)控多種生物分子過(guò)程。然而，關(guān)于它們?cè)邴}脅迫下對(duì)基因表達(dá)的順式和反式調(diào)節(jié)作用的了解仍較少。在本研究中，研究團(tuán)隊(duì)獲得以下初步結(jié)果：（1）使用來(lái)自毛果楊葉、莖和根的27個(gè)RNA-seq 數(shù)據(jù)集，確定了2988個(gè)高置信度 lncRNA，包括1183個(gè)受到鹽誘導(dǎo)表達(dá)。其中，301個(gè)lncRNA有可能主要通過(guò)順式調(diào)節(jié)方式（而不是共轉(zhuǎn)錄方式）正調(diào)控其相鄰基因。（2）共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析篩選到六個(gè)突出的鹽響應(yīng)模塊，共有5,639個(gè)基因，包括426個(gè)lncRNA，并且這些lncRNA序列中富集了相當(dāng)數(shù)量的DNA/RNA結(jié)合基序。這表明lncRNA可能通過(guò)反式調(diào)節(jié)方式調(diào)控這些鹽響應(yīng)模塊中的遠(yuǎn)距離基因表達(dá)。（3）進(jìn)一步，篩選到30個(gè)lncRNA，可能同時(shí)順式和反式調(diào)節(jié)下游鹽響應(yīng)同源基因。其中，Ptlinc-NAC72，是在長(zhǎng)期鹽處理后，特異性劇烈上調(diào)表達(dá)。（4）瞬時(shí)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)表明Ptlinc-NAC72可以直接上調(diào)同源基因PtNAC72.A和PtNAC72.B (PtNAC72.A/B)的表達(dá)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明，該調(diào)節(jié)作用可能是由Ptlinc-NAC72識(shí)別PtNAC72.A/B 5' UTR中的串聯(lián)元件 (GAAAAA) 介導(dǎo)的。（5）在功能上，過(guò)表達(dá)Ptlinc-NAC72植株表現(xiàn)出了過(guò)敏表型。可見(jiàn)，Ptlinc-NAC72負(fù)調(diào)控鹽脅迫過(guò)程，結(jié)合Ptlinc-NAC72在鹽脅迫后期表達(dá)的特性，推斷Ptlinc-NAC72在植株適應(yīng)鹽脅迫后，促進(jìn)植株恢復(fù)生長(zhǎng)。
該研究由林木分子改良研究團(tuán)隊(duì)完成，國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第一單位和通訊作者單位，博士研究生葉曉雪、博士后王朔為共同第一作者，吳文武教授、柳參奎教授為共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然基金、浙江省重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究課題等項(xiàng)目資助。
（國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 吳文武）
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