中国林科院“十三五”国家自然科学基金项目优秀成果汇编报道14

——沙棘果实生长发育过程中的非编码RNA调控机制
森林生物学：围绕林木优质高产、抗逆胁迫、重金属修复等重要性状调控、关键基因功能等方面取得了一系列重要成果，为创制优质林木新品种、发掘林木生态修复功能等奠定基础。首次证实了调控沙棘果实中生物活性成分和营养物质合成、累积的关键基因，为理解沙棘果实生长发育和品质形成的分子调控机制提供重要证据；首次报道了皮层光合是树皮吸水修复栓塞的驱动力，该成果引起了国内外树木生理学家的广泛关注；首次揭示了柳树吸收与转运重金属铜的生理生态机制，丰富和完善林木在修复重金属污染土壤的理论。
沙棘果实生长发育过程中的非编码RNA调控机制
Regulation mechanism of non-coding RNA during the sea buckthorn fruit development
沙棘果实含有丰富的营养物质和生物活性物质，广泛应用于各个领域。解析果实成熟的调控机制，不仅能够在理论上认知植物发育的重要阶段，而且能够为改良果实品质、延长贮藏保鲜时间提供理论依据。
中国林科院林业所张建国研究员带领的团队在国家自然科学基金项目（批准号：31470616）的资助下，通过对沙棘果实不同发育时期的lncRNA、circRNA、miRNA和mRNA进行整合分析，分别构建了lncRNA-miRNA-mRNA和circRNA-mRNA-miRNA调控网络，鉴定出118条差异表达的lncRNA，252条circRNA和32条差异表达的microRNA。靶基因功能注释发现，这些差异表达的lncRNA和circRNA与维生素C、类黄酮、胡萝素、脂质合成和植物激素信号转导有关。体内沉默和亚细胞定位分析表明，两条lncRNA (LNC1和LNC2)能够通过内源性模拟靶标(eTMs)的方式来分别调控miR-156a和miR-828a的表达进而分别降低和升高转录因子SPL9和MYB114的表达，从而调控花青素的合成和累积。研究还预测了53个circRNA富含miRNA结合位点，在细胞中对9个miRNA发挥海绵作用。通过设计环状RNA发散特异引物（divergent primer）进行RT-qPCR和克隆测序，验证了6个环状RNA的差异表达和反剪接位点。
这些研究结果为理解沙棘果实生长发育和品质形成的非编码RNA调控机制提供了重要证据。该部分的研究结果先后发表在Gene、FASEB J.、DNA Res.、RNA Bio.期刊上。
中国林科院科技处 2021-02-10

关键词 自然科学基金  科技成果  科技创新  植物生理  果实生长  调控机制  图片