棉花属于重要的天然纤维作物。它是研究细胞伸长以及多倍体化的理想材料。(Yang et al., 2020)高通量技术可用于分析转录组和翻译组,比如转录组从头组装和核糖体图谱分析技术。这些技术能鉴定已翻译的开放阅读框的数量(et al., 2017)。并且这些技术已在拟南芥(Hsu et al., 2016)中广泛应用,也在番茄(Wu et al., 2019)中广泛应用,还在玉米(Zhu et al., 2021)中广泛应用。目前在棉花全基因组学和泛基因组学方面取得了一系列进展,但基因间注释存在缺失,这制约了棉花遗传改良的进一步发展。同时,在棉纤维生长的不同阶段,转录后调控对棉纤维发育的影响尚不清晰。
近日,中国农业科学院棉花研究所的李付广研究员和杨作仁研究员团队在某平台在线发表了一篇研究论文,题目为“对棉花基因组注释进行更新及微调相关内容在棉花纤维发育中的作用”,该论文揭示了控制棉花纤维发育的转录后调控新机制。
该研究通过转录组和翻译组联合分析的方式,对陆地棉中棉所 24(ZM24)的 8 种不同组织展开研究。鉴定出了 1589 个小开放阅读框(sORF)。这些小开放阅读框中包含 1376 个上游开放阅读框(uORF)以及 213 个下游开放阅读框(dORF)。同时还鉴定出 552 个具有潜在编码功能的长链非编码 RNA()(图 1)。研究人员利用多组学联合分析方法,对正常纤维品种 ZM24 和短纤维品种 pag1 突变体的纤维组织进行了研究。他们鉴定到了一系列在纤维中特异表达的 sORF 相关基因,其中包含超长链脂肪酸合成途径的限速酶基因。为了进一步验证这些基因在棉纤维发育中的功能,研究团队创制了过表达和 RNAi 沉默的棉花材料。研究发现,过表达会促进棉纤维的伸长,而沉默之后纤维长度会变短,这表明它正向调控着棉纤维的伸长。总的来说,该研究更新了棉花的基因组注释,并且为棉花纤维发育的转录后调控机制提供了新的见解。
图 1 表明,通过转录组和翻译组的联合分析,揭示了棉纤维发育过程中的转录后调控潜在机制。
中棉所的李付广研究员以及杨作仁研究员担任该论文的共同通讯作者。郑州大学农学院的博士后、扬州大学农学院的尤琪讲师和中棉所的杨召恩研究员成为该论文的共同第一作者。此项研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、天山英才计划以及新疆重点研发计划的资助。
参考文献:
DE、O'PB、G、SE、PV、IN 在 2017 年进行了相关研究。该研究涉及到某个领域或情境。研究结果发表在 Res 45 (2)期刊上,其内容为 513 - 526 。
Hsu PY、L、Wu H - YL、Li F - W、CJ、U、PN 在 2016 年于《美国国家科学院院刊》(Proc Natl Acad Sci U S A)发表了相关内容,该期刊的卷期为 113(45),具体内容未提及。
Wu H-YL、Song G、JW 以及 Hsu PY 在 2019 年发表了相关内容。该内容由[具体的研究者或团队]完成。发表在 181 卷第 1 期,页码为 367 至 380 页。
Yang Z、G 以及 Wang Z、Yang Z 和 Li F 在 2020 年进行了相关研究。该研究涉及到某些方面并得出了相应结论。发表在《Sci》杂志 25 卷 5 期,页码为 488 - 500 。
Zhu W、Chen S、T、Qian J、Luo Z、Zhao H、Y 和 Li L 在 2021 年的一项研究中表明,在特定环境下,作物具有某种特性。《作物》杂志 2022 年第 10 卷第 1 期,第 36 至 46 页。
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