亚林所科研团队揭示了一种调控浙江红花油茶次生代谢合成的非编码RNA基因

　　近日，亚林所景观植物育种与培育研究团队在Plant, Cell & Environment（植物、细胞与环境）期刊发表了题为“Integrative analysis of small RNA and gene expression uncovers a novel long-noncoding microRNA targeting a UDP-transferase inCamellia chekiangoleosa（整合小RNA与基因表达分析揭示出一个浙江红花油茶中调控UDP转移酶的长链小RNA因子）”的研究论文。研究团队通过构建多种花和果实组织的非编码RNA（miRNA）及其靶标基因的调控网络，揭示了一种靶向UDP转移酶的新型长非编码miRNA。这项工作为解析浙江红花油茶特异次生代谢物的合成调控途径提供了新见解，为高产优质新品种的遗传育种工作奠定了理论基础。
　　浙江红花油茶（学名：Camellia chekiangoleosaHu），又称浙江红山茶，是原产我国南方的特有树种。浙江红花油茶集观赏、油用和药用于一身，是油茶和茶花育种的重要种质资源，具有极高的观赏价值和经济价值（图1）。与大多油用山茶不同，浙江红花油茶是典型的大果型油茶的代表，其果皮中含有多种以茶皂素为主的黄酮类代谢物，而种仁中富含高品质的油脂。目前，开展浙江红花油茶不同类型代谢物的分子调控过程，对新品种的遗传改良意义重大。microRNAs作为一种重要的转录后调控因子，参与调控次级代谢途径的多个方面，但在非模式植物中，尤其是在特定次生代谢物的调控方面，miRNA及其相关的调控网络仍有待了解。
　　该研究通过整合分析来自不同组织的小RNA、转录组和降解组，研究了miRNAs及其靶标在次生代谢调控网络中的作用。在红花油茶基因组中共鉴定出168个已知miRNAs和74个新型miRNAs，其中有15个miRNAs的串联簇，并发现簇内的miRNAs具有协同表达模式。同时在构建的miRNAs、靶基因和转录因子的基因调控网络中，发现了参与种仁、果皮等组织发育特异的miRNA及其靶基因网络，揭示了miRNA组织特异性调控基因表达的多样性，提示可能与次生代谢物的合成密切相关。　　
　　此外，在本研究中还鉴定出一个新型长非编码miRNA基因（cch-miR3633），该基因靶向UDP转移酶基因（CchUGT94E5），这是山茶属中首次报道调控UGT功能的miRNA，其在功能可能参与到细胞分裂素的平衡代谢过程。本项工作为研究miRNA在次生代谢的分子调控提供了重要参考。
　　亚林所博士生储显、已毕业硕士生李思佳（现为四川大学博士生），以及博士生黄虎为论文的共同第一作者，殷恒福研究员为通讯作者。亚林所李纪元研究员、王民炎博士及中国林科院亚热带林业实验中心的晏巢副研究员也参与到相关工作。该研究得到了浙江省农业新品种选育科技重大专项子课题（2021C02070-1）、中国林业科学研究院公益性科研项目（CAFYBB2022XC001-2）和国家自然科学基金（32271839）的资助。(殷恒福)
　　　　　中国林科院 　2024-10-10

关键词 浙江红花油茶  次生代谢  非编码miRNA基因  遗传育种  图片