甘肃农业大学：光刺激下miRNA对土豆次级代谢的影响如何？

　　

光是影响土豆代谢途径和刺激其产生次生代谢物的一个重大的环境因素。光诱导马铃薯引发的代谢途径和生理功能的自适应改变，在一定程度上反应了基因表达的变化。土豆转录水平上的次生代谢途径一直得到广泛的研究，但microRNA（miRNA）转录后调控机制研究却少之又少。

甘肃农业大学张金文课题组，运用miRNA测序、转录组测序技术，研究土豆叶片和块茎经红光照射12、24、48h后，miRNA及靶基因表达情况，并通过实时定量RT-PCR技术，探究miRNA在次生代谢中的调控作用。小RNA文库结果表示，叶片中共发现有31个差异表达miRNA，块茎中有48个差异表达miRNA。转录组测序结果显示，红光刺激下，土豆叶片中有1353个基因上调表达，1595个基因下调表达；块茎中有1841个基因上调表达，897个基因下调表达。富集分析显示，土豆叶片和块茎中，与MVA通路、生物碱类、苯基丙烷、黄酮类化合物和类胡萝卜素代谢相关的基因显著上调表达，而与CHO新陈代谢相关的基因表达受到抑制。miRNA及其靶基因研究结果显示，光响应miRNA在生物碱代谢，UMP salvage，脂类的生物合成和纤维素分解代谢中发挥重要的调控作用。此外，一些miRNA可能通过茉莉酸信号传导途径，尿苷二磷酸葡糖生物合成和羟基化反应，参与糖苷生物碱代谢调控。

 
图 光刺激下马铃薯叶和块茎中的初级和次级代谢途径

这项研究提供了土豆应对光刺激的较全面的miRNA及其靶基因表达谱。结果表明，miRNA在次生代谢途径，尤其是在糖苷生物碱的生物合成中可能发挥重要的作用。

本研究中的miRNA测序、转录组测序分析由联川生物协助完成。

用户文章
Qiao Y,et al.(2016)Integrated RNA‑seq and sRNA‑seq analysis reveals miRNA effects on secondary metabolism in Solanum tuberosum L.Mol Genet Genomics.doi:10.1007/s00438-016-1253-5.

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