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亚洲棉短纤维发育相关长链非编码RNA的鉴定及表达

文献类型： 中文期刊

作者： 王晓阳;彭振;邢爱双;赵盈睿;马欣丽;刘方;杜雄明;何守朴

作者机构：

关键词： 亚洲棉;短纤维突变体;长链非编码RNA;调控网络;荧光定量PCR

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2023 年 56 卷 23 期

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2023版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 【目的】长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)是一类无蛋白质编码能力,但参与许多重要生命活动调控过程的长度大于200 nt的RNA。通过对亚洲棉无短纤维突变体(GA0149)和野生型(GA0146)纤维发育早期的转录组数据进行分析,挖掘调控短纤维发育的lncRNA,并明确其调控网络,为进一步解析棉花纤维发育机制奠定基础。【方法】选择GA0146和GA01492个材料在开花后当天(0 DPA)及花后3 d(3 DPA)、5 d(5 DPA)和8 d(8 DPA)的胚珠和纤维为材料进行转录组测序。鉴定lncRNA并预测其调控的靶基因；通过mRNA和lncRNA的差异表达分析,比较2个材料在不同纤维发育时期的差异。进一步利用KOBAS软件预测对差异lncRNA的靶基因进行富集分析并预测其参与的生物过程；最后通过实时荧光定量(RT-qPCR)技术对25个差异表达的lncRNA转录组数据进行验证。【结果】共鉴定获得15339个lncRNA,其中11595个lncRNA位于基因间区,包括2428个反义lncRNA、350个内含子lncRNA及966个正义lncRNA。共有1932个差异表达lncRNA(DE-lncRNA),它们所对应的8134个靶基因中,有788个为差异表达基因(DE-mRNA)。KEGG代谢通路富集分析表明,DE-mRNA主要参与植物激素信号转导(plant hormone signal transduction)和内质网中蛋白质加工过程(protein processing in endoplasmic reticulum)。共表达调控网络分析显示,表达量差异比较显著的lncRNA(MSTRG.454250.3)和其所调控的靶基因表达趋势一致,仅在野生型(GA0146)短纤维发育早期胚珠中特异表达；而lncRNA(MSTRG.454261.4)与其调控的靶基因表达趋势相反,在突变体(GA0149)中的表达量显著高于野生型。RT-qPCR结果证实了转录组数据的真实性。【结论】鉴定了26个与亚洲棉短纤维发育相关的lncRNA,其通过调控植物激素信号转导途径相关的吲哚乙酸合成酶基因(Ga03G2421)和生长素响应蛋白基因(Ga05G1344)的表达而影响短纤维的发育。

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