综述：植物环状RNA相关的生物信息学工具、特征、生物学功能及分子机制

这篇综述系统总结了植物环状RNA（circRNA）的研究进展，涵盖其生物信息学鉴定工具（如CIRI2、CIRCexplorer）、分子特征（如ecircRNA/ciRNA分类）、生物学功能（如miRNA海绵、应激响应）及分子机制（如m6 A翻译调控）。文章特别探讨了circRNA在植物生长发育和非生物/生物胁迫中的调控网络，为未来作物抗逆育种提供了理论依据。

　　

生物信息学工具助力植物环状RNA鉴定

随着二代测序技术的发展，植物circRNA鉴定工具如CIRI2、CIRCexplorer等通过反向剪接位点检测或基因组注释分析，显著提升了circRNA识别效率。数据库如PlantcircBase和CircFunBase整合了20余种植物的circRNA数据，但相比动物仍显不足，亟需开发植物特异性资源。

环状RNA的分子特征与形成机制

植物circRNA可分为外显子型（ecircRNA）、内含子型（ciRNA）和 exon-intron 混合型（EIciRNA），其稳定性源于共价闭合结构，可抵抗RNase R降解。形成机制包括内含子配对驱动、套索驱动及RNA结合蛋白（RBP）介导的环化路径，如拟南芥中SEP3基因衍生的circRNA通过R-loop调控亲本基因表达。

功能验证技术的突破

Northern blot、RT-PCR和ddPCR是验证circRNA的三大技术，而"反向互补侧翼内含子策略"显著提高了过表达效率。CRISPR/Cas9通过靶向侧翼内含子实现特异性敲除，如水稻Os06circ02797的缺失促进幼苗生长。

调控植物发育与胁迫应答

circRNA通过ceRNA网络调控关键生理过程：

• 发育调控：番茄PSY1-circ1负向调控类胡萝卜素合成；拟南芥circR4022沉默导致根长缩短。
• 胁迫响应：葡萄Vv-circSIZ1通过吸附VvmiR3631增强盐胁迫抗性；杨树circ_0003418通过乙烯通路负调控耐热性。

分子机制的多维解析

1. miRNA海绵：玉米circ_000078结合zma-miR160f-3p缓解盐胁迫。
2. 亲本基因调控：拟南芥circSEP3通过R-loop促进选择性剪接变体SEP3.3表达。
3. 蛋白互作：circRNA与AGO2/GRP7等蛋白结合调控mRNA稳定性。
4. 翻译潜能：竹circRNA中检测到m⁶
   A修饰位点，暗示潜在翻译功能。

挑战与展望

当前植物circRNA研究面临工具精度不足、载体构建效率低等问题。未来需开发高精度算法，探索circRNA-蛋白互作机制，并验证其翻译产物功能。其在作物抗逆育种中的应用，如circRNA编辑创制抗旱材料，将成为重要研究方向。