近日,我校林學院孫立民副教授課題組在Plant, Cell & Environment期刊上在線發表了題為mRNA-lncRNA-miRNA co-Regulates the accumulation of flavonoids in Ginkgo bilobain response to UV-B stress的最新研究成果。碩士研究生趙晨良和王玫瑄為文章共同第一作者,孫立民副教授為文章唯一通訊作者,我校為唯一通訊單位。
隨著環境紫外線(UV)強度的增強,紫外脅迫成尤其是紫外線B(UV-B)脅迫成為了在植物生長過程中不可忽視的環境因素。目前已有相關研究表明,銀杏可以通過類黃酮的積累來應對UV-B脅迫,且調控銀杏類黃酮合成的結構基因與轉錄因子也被廣泛的發掘并研究。然而在UV-B輻射下LncRNA-miRNA-mRNA協同調控銀杏類黃酮合成的分子機制尚不明確。
本研究通過轉錄組學分析發現,UV-B脅迫導致銀杏葉片中大量基因發生特異性表達,其中F3'H家族基因evm.model.chr2.812及MYB家族轉錄因子evm.model.chr11.568等基因在響應UV-B脅迫后通過上調表達來驅動類黃酮的合成。進一步分析發現,長鏈非編碼RNA(LncRNA)通過反式調控作用影響該過程中的基因表達,MSTRG.5750.1和MSTRG.13336.1可能通過上調表達促進evm.model.chr2.812與evm.model.chr11.568等基因的轉錄,而UV-B輻射導致的MSTRG.845.1和MSTRG.3390.1表達抑制則間接增強了上述基因的表達活性。 除此之外,調控網絡中共篩選到9個ceRNA組合,但參與組合的miRNA(gbi-miR-nov634-3p和gbi-miR-nov789-3p)的表達量較低,說明該調控途徑在銀杏相應UV-B脅迫過程中可能處于次要地位。本研究從轉錄調控層面揭示了銀杏類黃酮合成的分子機制,為深入解析植物次生代謝的環境適應性調控網絡提供了理論依據。
研究得到了山東省重點研發計劃(重大科技創新項目)課題、山東省自然科學基金青年基金以及山東省高等學校青年創新團隊項目的資助。
原文鏈接:https://doi.org/10.1111/pce.70003
編 輯:萬 千
審 核:賈 波