长链非编码RNA在动物和植物中的最新研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类转录本长度大于200nt、不编码或很少编码蛋白质的RNA。lncRNA能在转录、转录后、表观遗传等多个水平调控基因表达,广泛参与基因组印迹、染色体重塑、转录激活、转录干扰、细胞周期等多种生命过程的调控,影响着各种生物学过程,是当前分子生物学和遗传学研究的热点。本文围绕近几年国内外关于lncRNA的最新研究成果,就其在动物和植物中参与的生物学过程进行了比较,对其分子机制、功能、研究策略及目前研究中面临的问题等作一综述,为进一步在动植物领域研究lncRNA的功能和分子机制提供依据和参考。     

lncRNA在畜禽遗传育种中的研究进展及应用展望

长链非编码RNA(lncRNA)是一类转录本长度超过200 nt的RNA分子,它们不编码蛋白,而是以RNA的形式在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多种层面上调控基因的表达。对lncRNA在畜禽遗传育种中的研究进展进行了综述,并对lncRNA在畜禽育种中的应用进行了展望。     

长链非编码 RNA 在园艺植物中的研究进展

长链非编码 RNA（Long non-coding RNA,lncRNA）是广泛存在于植物基因组中的一种 RNA,其在植物多种调控过程中起着至关重要的作用。lncRNA 是指核苷酸长度大于 200 nt 且不具备或几乎不具备蛋白编码能力的 RNA,植物 lncRNA 大多由 RNA 聚合酶Ⅱ转录而来,主要由基因结构变异、基因复制、染色体重组或转座子插入等方式产生。植物 lncRNA 种类繁多,根据其产生的相对位置及作用形式可以分为不同种类。lncRNA的结构与 mRNA 相似,具有帽子和 poly（A）结构及可折叠性,但其转录本比 mRNA 长,转录丰度低,表达特异性极高,且保守性低。园艺植物 lncRNA 的作用机制复杂,可以在转录前后、翻译前后以及表观遗传等方面发挥作用,主要通过顺反式调控邻近基因转录、作为 miRNA 前体或内源性靶标模拟物、与转录因子相互作用、调整 mRNA 可变剪接、调整蛋白重定位及参与染色质重塑等方式发挥作用。园艺植物与人类生活密切相关,园艺植物的研究是农业发展的重要组成部分。随着测序技术的不断发展,植物 lncRNA 的研究也从拟南芥等模式植物拓展到园艺植物,不同种类及数量的 lncRNA 在园艺植物中被鉴定,并被发现参与种子萌发、生殖生长等生长发育过程,以及病虫害等生物胁迫和高温、冷害、干旱、盐分等非生物胁迫的响应等多种调控作用。本文综述了近年来 lncRNA 在园艺植物中的研究进展,概述了园艺植物 lncRNA 的产生、特点、分类、作用机制以及目前园艺植物中所鉴定到的 lncRNA 及其主要生物学功能,并对未来园艺植物 lncRNA 的研究方向提出展望,以期对园艺植物中 lncRNA 的深入研究提供参考及基础。     

长链非编码RNA在家畜方面的研究进展

长链非编码RNA（Longnon-codingRNAS,lncRNAs）是一组长度大于200个核苷酸、缺少特异完整的开放阅读框、无蛋白质编码功能的RNA。lncRNA种类繁多,数量庞大,占哺乳动物基因组转录物的绝大部分。相对于研究较多的非编码小RNA,lncRNA的功能目前尚不完全清楚。但越来越多的研究发现,lncRNA在多个水平调控基因的表达,在胚胎发育、物种进化、细胞分化和某些疾病如神经退行性疾病的发生过程中起着重要作用。本文在简要介绍lncRNA基本概念的基础上,结合当前在家畜方面研究成果,就lncRNA在转录水平、转录后水平和表观遗传水平调控基因表达的机制做一综述。     

LncRNA:参与植物多种生物进程的调节剂

曾被认为是“暗物质”和“转录噪声”的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)目前已经成为表观遗传学领域的研究热点。NcRNA包含小RNA(small RNA)和非编码长RNA(long non-coding RNA,lncRNA),通常不具有蛋白质编码能力，但有特定的功能性。其中lncRNA是一类保守性差的转录本，长度大于200 bp,可通过介导遗传信息的传递和表达参与植物生长发育和应激反应过程。本文系统介绍了lncRNA的定义、分类、来源；概述了其调控机制，如可作为信号分子、诱饵、支架、向导、参与mRNA的可变剪切等；总结了目前植物lncRNA研究领域的相关数据库，数据库中不仅包含大量已被鉴定的lncRNA信息，还可预测lncRNA是否具有编码肽段的潜能，以及lncRNA与多种大分子之间是否有相互作用；综述了lncRNA在植物花期调控、生长发育、非生物胁迫中的作用；探讨了lncRNA为何不遵循经典进化模式，以及其与物种生物学差异、新物种的生成、生物体复杂程度之间的关系。综合分析可知，lncRNA无普遍功能，且不独立发挥作用，需结合具体案例分析，研究较为繁琐，且其分类仍...     

植物长链非编码 RNA 的研究进展

长链非编码 RNA（long non-coding RNA,lncRNA）是一类长度大于200个核苷酸的非编码RNA,种类很多,能够在表观遗传水平、转录水平和转录后水平调控基因表达,广泛参与生物的生长发育、抗逆、生理和病理过程。相比动物和人类,lncRNA 在植物中的研究相对较少,为深入了解植物长链非编码RNA 的作用机制和拓宽应用范围提供理论依据,对 lncRNA 的研究方法、转录表达与调控方式及其在植物生殖发育和胁迫应答方面的作用进行了综述。     

LncRNA参与转录后调控作用机制研究进展

长链非编码RNA(longnon-codingRNA,lncRNA)是广泛存在于动植物细胞中的一类长度大于200nt的非编码RNA,lncRNA能够与DNA、RNA或蛋白质相互作用调控生物体的各项生理过程。近年来,国内外大动物遗传育种领域也报道了许多新鉴定出来的lncRNAs,但畜牧领域仍缺乏相关lncRNA作用机制研究。主要从lncRNA调控mRNA的剪接、转运、翻译和降解等方面阐述了lncRNA与mRNA相互作用参与转录后调控的机制,并对lncRNA在动物遗传育种中的研究前景进行了展望,以期为深入开展lncRNA在大动物体内的功能研究提供参考。     

IncRNA在畜禽遗传育种中的研究进展及应用展望

长链非编码RNA(IncRNA)是一类转录本长度超过200 nt的RNA分子,它们不编码蛋白,而是以RNA的形式在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多种层面上调控基因的表达.对lncRNA在畜禽遗传育种中的研究进展进行了综述,并对IncRNA在畜禽育种中的应用进行了展望.     

亚洲棉短纤维发育相关长链非编码RNA的鉴定及表达

【目的】长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)是一类无蛋白质编码能力，但参与许多重要生命活动调控过程的长度大于200 nt的RNA。通过对亚洲棉无短纤维突变体（GA0149）和野生型（GA0146）纤维发育早期的转录组数据进行分析，挖掘调控短纤维发育的lncRNA，并明确其调控网络，为进一步解析棉花纤维发育机制奠定基础。【方法】选择GA0146和GA0149 2个材料在开花后当天（0 DPA）及花后3 d(3 DPA)、5 d(5 DPA)和8 d(8 DPA)的胚珠和纤维为材料进行转录组测序。鉴定lncRNA并预测其调控的靶基因；通过mRNA和lncRNA的差异表达分析，比较2个材料在不同纤维发育时期的差异。进一步利用KOBAS软件预测对差异lncRNA的靶基因进行富集分析并预测其参与的生物过程；最后通过实时荧光定量（RT-qPCR）技术对25个差异表达的lncRNA转录组数据进行验证。【结果】共鉴定获得15 339个lncRNA，其中11 595个lncRNA位于基因间区，包括2 428个反义lncRNA、350个内含子lncRNA及966个正...     

蜜蜂球囊菌中长链非编码RNA的调控作用

【目的】长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）是一类二、三级结构高度保守,长度>200 nt且不具蛋白编码能力的RNA,在转录和转录后水平广泛参与调控剂量补偿、细胞分化和生长发育等生命活动。本研究基于前期获得的蜜蜂球囊菌（Ascosphaera apis,简称球囊菌）菌丝和孢子混合样品的高质量lncRNA组学数据进行球囊菌lncRNA的顺式（cis）作用、反义lncRNA（antisense lncRNA）作用和竞争性内源RNA（competing endogenous RNA,ceRNA）作用的分析和探讨,以期揭示lncRNA在球囊菌中的潜在功能。【方法】基于lncRNA基因在染色体上的位置,预测lncRNA上下游100 kb以内的蛋白编码基因;使用Blast软件将上下游基因比对到GO和KEGG数据库,以获得功能和通路注释。利用LncTar软件对反义lncRNA的靶mRNA进行预测,并使用Blast软件将上述靶mRNA比对到KEGG和eggNOG数据库。利用TargetFinder软件预测lncRNA靶向结合的miRNA及miRNA靶向结合的mRNA,根据靶向结合关系建立lncRNA-miRNA和lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,进而通过Cytoscape v3.7.1软件进行调控网络的可视化。利用RT-PCR对调控网络中的lncRNA、靶miRNA和靶mRNA进行表达验证。【结果】共预测出371个lncRNA的5 852个上下游基因,可注释到细胞进程、代谢进程和应激反应等48个功能条目,以及新陈代谢途径、次生代谢产物的生物合成和抗生素的生物合成等121条通路,表明部分lncRNA可通过顺式作用调节上下游基因的表达,从而参与调控球囊菌的生长发育及物质能量代谢等基础生命活动。球囊菌的7个lncRNA与7个靶mRNA存在序列互补关系,其中5个mRNA在eggNOG数据库中仅注释为假定蛋白,仅gene3444在KEGG数据库注释为核孔复合体蛋白An-Nup120和假定蛋白,表明上述1个反义lncRNA可能参与调控核孔复合体蛋白的生物合成等生物学过程。此外,共预测出227个lncRNA与73个miRNA之间存在靶向结合关系,其中多数lncRNA(79.02%)仅能结合1—2个miRNA,部分miRNA可被多个lncRNA靶向结合;进一步构建氧化磷酸化通路和MAPK信号通路相关的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,分析结果显示氧化磷酸化通路相关的222个lncRNA靶向78个miRNA及50个mRNA,MAPK信号通路相关的222个lncRNA靶向76个miRNA及46个mRNA,表明部分lncRNA通过ceRNA作用调控此两条通路,从而影响球囊菌的能量合成、环境适应以及生长发育等过程。【结论】部分lncRNA可能通过顺式作用和ceRNA作用调节球囊菌的生长发育、物质能量代谢以及环境适应等生物学过程;MSTRG.5393.1可能作为反义lncRNA调控球囊菌的核孔复合体的蛋白合成。     

蜜蜂繁殖性状编码RNA和非编码RNA的研究进展

蜜蜂蜂王的繁殖性状是蜂群产生经济效益的基础性状，繁殖性状的分子机制研究是蜜蜂遗传育种领域的重要课题。在蜜蜂的重要繁殖活动产卵和卵巢激活过程中，编码RNA和非编码RNA发挥了重要作用。介绍了蜜蜂繁殖性状相关的信使RNA、小RNA、长链非编码RNA、环状RNA的基本特征和功能，综述了编码RNA和非编码RNA对蜜蜂卵巢激活和产卵过程的调控机制。蜜蜂繁殖性状RNA的研究对于阐明蜜蜂繁殖性状的分子遗传机制意义重大，也为挖掘繁殖性状分子标记基因、开展分子育种工作，进而提高蜜蜂繁殖性能、增加养蜂经济效益奠定基础。     

长链非编码RNA及其在斑马鱼中的研究进展

随着测序技术的不断发展和完善,在人类和其他模式生物中,发现了一类具有重要调控功能的RNA,即长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)。长链非编码RNA是一类在生物体内大量存在且无编码功能的RNA,主要参与基础转录、特异基因的转录调控、转录后调控、翻译调控和表观遗传学调控等。本文中综述了长链非编码RNA及其在水生动物斑马鱼中的研究进展,可为水产养殖动物的遗传育种和健康养殖提供参考。     

利用高通量测序技术发现植物小分子RNA研究进展

 小分子RNA是一类长约20～30个核苷酸的非编码RNA分子,其介导的转录后基因调控是植物中的一种新型基因调控机制。它在植物的生长发育和适应外界各种环境胁迫的过程中起着非常重要的作用。植物中小分子RNA数量巨大、种类繁多,而高通量测序技术的出现大大加快了它们的发现过程。本文在简要介绍目前已知植物小分子RNA的类型及特点的基础上,综合阐述近年来利用高通量测序技术克隆和分析植物小分子RNA的研究成果,以期反映当前植物小分子RNA的基因组分布规律、功能和进化等方面的最新研究进展。     

基于转录组测序的半滑舌鳎长链非编码RNA的初步鉴定与分析

以抗病家系与易感家系半滑舌鳎为材料,进行哈维弧菌感染实验,并对易感家系感染前(CsSU)、易感家系感染后(CsSC)、抗病家系感染前(CsRU)、抗病家系感染后(CsRC)4组进行转录组测序,根据RNA-seq数据挖掘半滑舌鳎长链非编码RNA信息;通过生物信息学分析,筛选出与抗哈维弧菌病相关的差异长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)。结果显示,共识别出4 584个lncRNA座位,包含5 714个转录本;其基本特征与编码基因的比较分析,lncRNA的GC含量低于编码基因,单外显子基因数多于编码基因,转录本的平均长度长于编码基因,基因表达量低于编码基因。对4组样品进行两两比较(CsRU vs CsSU、CsRC vs CsSC、CsRC vs CsRU、CsSC vs CsSU)分别筛选出818、813、261、140个差异表达lncRNA,其中CsRU与CsSU之间、CsRC与CsSC之间lncRNA数目差异最多,通过聚类分析确定了各实验组的表达模式之间的联系,CsRU与CsSU之间的表达模式最为相近。通过共表达分析,预测出lncRNA和274个编码基因可能存在14 539种相互关系,并进行了功能注释,进而筛选出7个关键lncRNA。qRT-PCR结果显示,差异表达lncRNAs的表达模式和转录组数据得到的基本一致。研究结果为揭示lncRNA在半滑舌鳎抗哈维弧菌免疫调控反应中的作用提供重要的参考数据。     

Endogenous siRNAs derived from transposons and mRNAs in Drosophila somatic cells

Small interfering RNAs (siRNAs) direct RNA interference (RNAi) in eukaryotes. In flies, somatic cells produce siRNAs from exogenous double-stranded RNA (dsRNA) as a defense against viral infection. We identified endogenous siRNAs (endo-siRNAs), 21 nucleotides in length, that correspond to transposons and heterochromatic sequences in the somatic cells of Drosophila melanogaster. We also detected endo-siRNAs complementary to messenger RNAs (mRNAs); these siRNAs disproportionately mapped to the complementary regions of overlapping mRNAs predicted to form double-stranded RNA in vivo. Normal accumulation of somatic endo-siRNAs requires the siRNA-generating ribonuclease Dicer-2 and the RNAi effector protein Argonaute2 (Ago2). We propose that endo-siRNAs generated by the fly RNAi pathway silence selfish genetic elements in the soma, much as Piwi-interacting RNAs do in the germ line.     

长链非编码RNA调控植物生长发育与逆境胁迫响应研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)是一类转录本长度大于200 nt的非编码RNA,其表达和保守性比编码蛋白的mRNA低,在动植物各个生物学过程中发挥重要作用。近年来,植物lncRNAs的作用和功能受到广泛关注。本文总结了lncRNAs调控植物生长发育和生殖,应对低温、干旱等非生物胁迫和病虫害等生物胁迫方面的功能,同时根据lncRNAs在基因组上的来源,分类讨论了不同来源lncRNAs的作用机制,为深入挖掘植物新的lncRNAs、功能验证与作用机制探究提供参考。     

水稻lncRNA SVR及邻近SAUR基因在种子低温萌发中的表达

目的 长链非编码RNA(Long non-coding RNA，lncRNA)长度大于200 nt，一般不具有编码蛋白质功能。探究低温下lncRNA对邻近SAUR基因表达的影响，以期为研究水稻种子低温萌发的能力提供理论依据。方法 lncRNA SVR由华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心前期研究筛选，可以响应低温胁迫，通过生物信息学方法分析lncRNA SVR的二级结构并寻找lncRNA SVR内部的冷胁迫基序，通过qRT-PCR分析lncRNA SVR和SAUR基因的表达特性。结果 lncRNA SVR序列中存在高度相似的冷胁迫响应基序，且在茎环连接处。表达特性分析表明，在种子萌发过程中低温胁迫会持续降低lncRNA SVR的表达，邻近的多个SAUR基因在低温胁迫下的表达量明显高于在常温下的表达量，表明lncRNA SVR的邻近SAUR基因一定程度上能够和lncRNA SVR一样响应低温胁迫。表达相关性分析表明，在低温萌发中lncRNA SVR与这些SAUR基因的表达均呈负相关关系，lncRNA SVR与OsSAUR55的表达呈显著负相关关系。进一步分析种子低温萌发中SAUR基因在lncRNA SVR敲除系中的表达情况，结果表明，在敲除系中，lncRNA SVR的下降幅度低于其在野生型中的下降幅度，OsSAUR41、OsSAUR53、OsSAUR54、OsSAUR55表达量的上升幅度均显著低于其在野生型中的上升幅度。结论 lncRNA SVR可能负调控OsSAUR55的表达，进而响应低温胁迫。     

印记基因研究进展

总结了印记基因的特点和调控机制,并综述了基因印记在动物育种中的应用。