MicroRNA（miRNA）是生物體內(nèi)長(zhǎng)度約20-25個(gè)核苷酸的小RNA，在生長(zhǎng)、發(fā)育與抗逆性形成中發(fā)揮了關(guān)鍵的遺傳調(diào)控作用。揭示miRNA形成、等位變異模式與遺傳調(diào)控機(jī)制，回答“miRNA從哪里來？到哪里去？如何發(fā)揮作用？”等一系列科學(xué)問題，是林木遺傳改良與分子育種的基礎(chǔ)，對(duì)于提高木材產(chǎn)量、改良木材品質(zhì)具有重要意義。但，先前在人類遺傳學(xué)或植物學(xué)研究中，僅對(duì)參與miRNA加工過程的個(gè)別成員進(jìn)行了遺傳變異檢測(cè)，而對(duì)miRNA生物形成通路上所有基因的等位變異，及如何由此引起的miRNA表達(dá)模式改變，進(jìn)而影響其與靶基因的遺傳互作，尚未系統(tǒng)開展。
為此，張德強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)依托國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題（No. 2016YFD0600102）與國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（No. 31670333），首次系統(tǒng)開展了miRNA加工途徑基因（miRNA biogenesis genes, miRBGs）與下游靶基因等位位點(diǎn)（miRBGs-miRNA-靶基因）的功能調(diào)控及互作機(jī)制研究，研究成果近期在線發(fā)表于生物學(xué)TOP期刊《New Phytologist》（IF：7.433，生物學(xué)一區(qū)），引起國際同行廣泛關(guān)注。
研究以模式樹種毛白楊為材料，利用RNA-seq技術(shù)與生物信息學(xué)方法，確定了在次生維管組織差異表達(dá)的80個(gè)miRBGs，152個(gè)miRNAs和457個(gè)靶基因；利用群體重測(cè)序技術(shù)分別檢測(cè)到11,400（miRBGs）、5,860（MIRNAs）和20,916個(gè)（靶基因）SNP位點(diǎn)。研究顯示每一miRBG SNP的等位變異均會(huì)導(dǎo)致多數(shù)miRNAs表達(dá)量發(fā)生顯著變化。
結(jié)合群體遺傳學(xué)與關(guān)聯(lián)遺傳學(xué)策略，檢測(cè)到與林木生長(zhǎng)及木材品質(zhì)性狀顯著關(guān)聯(lián)的324個(gè)SNP位點(diǎn)，每一位點(diǎn)可解釋表型變異的1.46%-14.09%。對(duì)與木質(zhì)素顯著關(guān)聯(lián)的miRBG、MIRNA和靶基因進(jìn)行不同基因型表達(dá)模式分析，顯示miRBG內(nèi)SNPs能夠改變miRBG-miRNA以及miRNA-靶基因的表達(dá)相關(guān)性，表明miRBG變異可通過影響miRNA表達(dá)豐度進(jìn)而調(diào)控下游靶基因的表達(dá)，是表型性狀發(fā)生遺傳變異的根本決定因子，以此構(gòu)建了影響林木生長(zhǎng)與木材品質(zhì)變異的miRBG–miRNA–target上位性互作網(wǎng)絡(luò)，為林木生長(zhǎng)與木材品質(zhì)性狀分子育種提供了理論指導(dǎo)與技術(shù)支持。
該文章的第一作者是生物學(xué)院在讀博士生陳蓓蓓，張德強(qiáng)教授為通訊作者，團(tuán)隊(duì)成員陳金輝、杜慶章、周大凌等參與了該研究的具體實(shí)驗(yàn)工作。
附論文題目: Genetic variants in microRNA biogenesis genes as novel indicators for secondary growth in Populus.
論文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.15262.
（生物學(xué)院、高精尖中心）
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