初步探究LncRNA在甘蓝型油菜生态型分化中的作用

作者:杨太桦; 杨福权; 郜耿东; 殷帅; 金庆东; 徐林珊; 蒯婕; 汪波; 徐正华; 葛贤宏; 王晶*; 周广生
来源:作物学报, 2023, 49(05): 1197-1210.

摘要

甘蓝型油菜是我国重要的油料作物之一,根据其成花转变过程中对低温春化时间需求的不同分为3种生态型:春性、半冬性和冬性。前人研究发现,长链非编码RNA (LncRNA)可在多层面上调控基因的表达,参与对植物生长发育的调控。在拟南芥中, LncRNA可以通过调控春化途径相关基因的表达来影响开花。本研究以3种生态型甘蓝型油菜为材料,利用高通量测序技术进行苗期叶片的mRNA和LncRNA测序,初步探究LncRNA在油菜生态型分化及适应性形成中的作用。3种生态型甘蓝型油菜共差异表达基因的GO及KEGG富集分析表明,不同生态型甘蓝型油菜之间存在大量基础化合物合成代谢差异,特别是脂质类化合物。3种生态型甘蓝型油菜中共鉴定获得3775个LncRNA,其中285个在2个及以上生态型组合中存在差异表达,涉及到1517个候选靶基因。这些差异表达LncRNA涉及到的靶基因也富集到大量基础化合物合成代谢途径。通过mRNA-LncRNA联合分析,我们预测到了一个开花基因的调控网络,包含8个开花基因和23个LncRNA,涉及到温度和光信号调控通路。通过比较鉴定得到的LncRNA和972个甘蓝型油菜重要农艺性状QTL位置信息发现约90%的LncRNA位点和QTL区间存在重叠,且差异表达LncRNA和QTL的重叠位点在不同生态型油菜中的分布具有差异。结果说明LncRNA在油菜生态型分化及重要农艺性状形成中具有重要作用。