全轉(zhuǎn)錄組測序在植物研究中的應用 （黃瓜、番茄、大白菜、泡桐、擬南芥、茶樹、胡楊、玉米）

發(fā)稿時間：2019-07-26來源：天昊生物

在植物研究領域，利用全轉(zhuǎn)錄組測序方法，通過檢測mRNA、lncRNA、miRNA及circRNA的差異表達情況，構建競爭性內(nèi)源RNA（ceRNA）網(wǎng)絡并提出可能調(diào)控模型，已成為研究轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機制的一種新方法。這種研究策略針對植物的發(fā)育過程、生物脅迫及非生物脅迫領域尤為常見（表1）。

表1、植物全轉(zhuǎn)錄組測序部分文章列表

 

下面就分享一篇經(jīng)典文章：

題目：ceRNA Cross-Talk in Paulownia Witches' Broom Disease

叢枝病泡桐中的ceRNA交互作用

發(fā)表雜志：Int J Mol Sci.    影響因子：4.183    發(fā)表日期：2018-8-20

 

 

摘要一覽

長鏈非編碼核糖核酸(lncRNA)、環(huán)狀核糖核酸(circRNA)和小核糖核酸(miRNA)在生命活動的調(diào)節(jié)中起到很重要的作用。然而，它們在泡桐中的作用尚不清楚。為了鑒定泡桐叢枝?。≒aWB）的泡桐RNAs變化，并研究它們在泡桐叢枝病感染過程中的作用，本研究對健康和感染叢枝病的泡桐進行了全轉(zhuǎn)錄組測序。共鑒定出3126個lncRNAs、1634個circRNAs和550個miRNAs。其中，229個lncRNAs、65個circRNAs和65個miRNAs差異表達。研究者構建了一個ceRNA網(wǎng)絡，它包含5個miRNAs、4個circRNAs、5個lncRNAs和15個mRNAs，所有這些都在健康和感染的泡桐之間有差異表達。這項研究提供了泡桐中第一個候選ceRNAs目錄，并揭示了泡桐產(chǎn)生PaWB的分子機制。

 

研究思路

 

 

研究結果

 

圖1、健康和感染的泡桐植株形態(tài)。(a)健康的泡桐，(b)受感染的泡桐

與健康的泡桐不同，受感染的泡桐表現(xiàn)出多分枝情況 (圖1)。

 

 

圖2、四種RNAs在健康和感染的泡桐中的表達變化分析 

經(jīng)過Epicentre Ribo-Zero Gold Kit (Illumina)去除rRNA及miRNA建庫測序后，對檢測到的序列比對泡桐基因組，最終得到差異表達的miRNA, mRNA, lncRNAs 和circRNAs（圖2）。

 

 

圖3、ceRNA網(wǎng)絡的構建。粉色：miRNA，紫色：lncRNA，藍色：circRNA，黃色：mRNA。

經(jīng)過聯(lián)合分析，獲到ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡圖?？梢?/span>ceRNA網(wǎng)絡主要由三個部分組成，分別以pf-miR156j和pf-miR172i、pf-miR8767a/b或pf-miR172h/k為中心。

 

 

圖4、qRT-PCR驗證分析

 

本研究隨機選擇了10個miRNAs、15個lncRNAs、20個mRNAs和7個circRNAs來證實測序技術的可靠性。結果發(fā)現(xiàn)10個miRNAs，14個lncRNAs，18個mRNAs，

7個circRNAs與序列結果的趨勢一致(圖4)。結果表明，全轉(zhuǎn)錄組測序結果是可靠的。

 

 

圖5、PaWB的作用假設模型圖

 

基于ceRNA網(wǎng)絡，研究者提出了一個PaWB的假設模型(圖5)。該病原菌影響到了植物的激素(吲哚乙酸、赤霉素和生長素)、葉綠體、蛋白質(zhì)和氨基酸以及防御反應相關RNAs的變化。

 

全轉(zhuǎn)錄組測序技術優(yōu)勢：

• rRNA去除建庫，保留了完整的RNA種類信息；
• 鏈特異性文庫，可以保留轉(zhuǎn)錄本的鏈信息，更準確地檢測反義RNA；
• 使用高通量測序，能夠獲得更加全面的RNA信息，包括低豐度的RNA；
• 通過測定的序列信息精確地分析不同類型RNA的表達豐度變化及其生物學功能；
• 分析同一樣本中的mRNA、lncRNA、miRNA和circRNA四種類型RNA，明確這些RNA之間的共表達和調(diào)控關系，揭示ceRNA調(diào)控機制。

關于天昊

天昊生物具有豐富的轉(zhuǎn)錄組和全轉(zhuǎn)錄組測序經(jīng)驗，我們致力于為研究者提供高質(zhì)量的科研策略咨詢、實驗技術服務和遺傳數(shù)據(jù)分析服務，期待成為大家科研工作中的“昊”助手與“昊”伙伴。歡迎聯(lián)系我們具體咨詢！郵箱：[email protected] 電話：400-065-6886