小麦响应干旱胁迫环状RNA的鉴定

作者：李宁; 柳坤; 刘彤彤; 史雨刚; 王曙光; 杨进文^*; 孙黛珍^*

来源：中国农业科学, 2022, 55(23): 4583-4599.

• 小麦
• circRNA
• 干旱胁迫
• miRNA

【目的】干旱是限制全球小麦生产的主要非生物胁迫之一，探索小麦应对干旱的分子调控机制对小麦分子育种具有重要意义。环状RNA(circRNA)已被证实在植物抵御外界环境胁迫的过程中扮演着重要角色。鉴定小麦响应干旱胁迫的circRNA，有助于构建小麦干旱胁迫响应的调控网络，为解析小麦的抗旱性机制奠定基础。【方法】以2个抗旱性差异显著的小麦品种（周麦13和冀麦38）为试验材料，对其在干旱及对照条件下的根部样本进行circRNA测序。鉴定小麦circRNA并对其进行特征分析，筛选与干旱胁迫响应相关的差异表达circRNA，并对其靶向microRNA(miRNA)进行预测。进一步根据miRNA及其靶基因在干旱胁迫下的表达模式，构建小麦响应干旱胁迫的潜在circRNA-miRNA-mRNA调控模块。【结果】共鉴定获得1 409个小麦circRNA，其中，多数（68.91%）为外显子circRNA，且仅有133个circRNA在2个品种中被同时鉴定获得。在干旱胁迫下共鉴定获得239个差异表达circRNA，其中138个circRNA在抗旱型品种周麦13(ZM13)中特异性差异表达，19个circRNA在2个品种中同时差异表达。共预测到34个靶向miRNA以及1 408个miRNA靶基因。根据这些差异表达circRNA、靶向miRNA以及miRNA靶基因在干旱胁迫后的表达模式，共筛选出5个分别以tae-miR9664-3p、tae-miR1122b-3p、tae-miR9662a-3p、tae-miR6197-5p和tae-miR1120c-5p为中心的小麦响应干旱胁迫的潜在circRNA-miRNA-mRNA调控模块。【结论】小麦circRNA具有明显的品种特异性，且在不同抗旱型小麦品种之间具有不同的表达模式。共鉴定到239个响应干旱胁迫的小麦circRNA以及5个潜在的circRNA-miRNA-mRNA调控模块。

• 单位
  山西农业大学