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lncRNA在农业领域的研究成果(一)

2020.4.29

miRNA的好Homie,非编码RNA界的NewStar --没想到在农业上大展身手啦

你没看错!不是标题党。说到miRNA的好Homie,非编码RNA界的NewStar,想必聪明博学的你就已经猜到了是lncRNA。今天大阅哥要给大家挖一挖lncRNA在农业上的研究进展。为了写这篇主题,大阅哥呕心沥血,翻看不少文献,就是为了给我们呈现另一个比较新颖的视野。

平常我们说到lncRNA,画风都是这样的。

说到农业呢,大概是这样的。

然而,已经有很多在农业领域的科研单位将研究的焦点放在了lncRNA上。举个例子,以lncRNA为关键词,查询生命科学领域的国家自然基金项目,前七条中居然有四条和农牧业相关。比例是不是出乎意料的高呢?

那么,就跟着大阅哥一起来看看最近lncRNA在农业领域的研究成果吧。

友情提示:文末有彩蛋:lncRNA相关的数据库的整理与介绍。

lncRNA在农业上研究的现状和困难点

相较于非编码界的”小大哥”——miRNA,lncRNA在农业上的研究相对来说较少。更多研究成果集中在模式动物上,包含lncRNA鉴定、注释、以及疾病相关的功能研究。在农牧业上,最早的关于牛lncRNA的研究也不过追溯到2012年,Huang等在405个基因间区位点上鉴定到449个与牛相关的lncRNA基因。而就植物方面呢,其lncRNA相关的研究则是更加的有限,尽管科研工作者们在水稻、拟南芥等模式物种中发现和鉴定了较多数量的lncRNA,也阐明lncRNA可能参与了植物成花、花粉发育、果实形成及环境胁迫响等代谢过程,但仍然有更多的lncRNA其功能机理还没有被研究透彻,与其相关功能需要进行挖掘。

lncRNA在医学领域的研究的基本策略一般分为3步:lncRNA筛选和鉴定——表达结果验证——生物学功能和作用机制研究。而在农业相关lncRNA的研究上,同样的研究思路却并不能那么顺利得到好的研究成果,主要存在的问题有:①成熟农业相关的lncRNA基因芯片缺乏,除拟南芥及人鼠以外还没有其他物种的商品化芯片;②农业相关的动植物基因组/蛋白质组数据库不完善;③农业植物或畜牧动物lncRNA相关数据库不完善;④适合植物lncRNA结构和功能预测的软件较少。

为解决以上问题,加快科研进展,将来在农业相关lncRNA的研究上应该关注以下几点:

·健全和完善植物基因组、畜牧动物lncRNA的数据库;

·对新一代转录组测序技术的进一步利用和推广;

·加强生物信息学理论和方法在动植物lncRNA的发现、表达和功能预测等运用;

·根据植物生长发育和细胞组成特点个性化设计lncRNA研究方法。

即使在农业动植物的lncRNA相关研究远不如人或小鼠那样便利和丰富,但还是有很多精彩的成果值得我们学习!

下面我們分享三個例子:家蚕、秦川牛和白菜(大阅哥疑似自带吃货属性)

一、家蚕产丝研究

【目的】家蚕的丝腺是合成、分泌丝蛋白的特殊器官,具有很强的丝蛋白合成能力,蚕丝是养蚕业的主要产物,具有很高的经济价值。此研究探索了家蚕丝腺中的lncRNA,解析其在丝腺发育过程中的调控机制,为家蚕丝腺的转基因改良、提升蚕丝质量和产量提供理论基础。

【方法】以不同龄的家蚕总RNA为研究对象,构建两个时期丝腺中RNA文库,通过转录组测序和lncRNA组测序,筛选在丝腺中特异表达的lncRNA,解析lncRNA对蚕丝蛋白合成的调控机理。


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