东北林业大学王玉成教授团队在白桦响应盐胁迫lncRNA鉴定研究方面取得新进展

白桦，落叶乔木，喜光耐寒，适应性强。树皮白色，干型优美，叶色初为绿色，秋季变为金黄色，是重要的园林绿化树种。长链非编码RNA（lncRNA）参与了转录激活，染色质修饰，转录干扰及核内运输等多种重要的调控过程，并且在非生物胁迫耐受中具有重要作用。因此，解析白桦lncRNA对耐盐的调控机制，鉴定耐盐关键lncRNA，对于揭示白桦耐盐机制具有重要意义。

2022年12月，Horticulture Research上线了（Advance Access）东北林业大学王玉成教授团队题为Identification of birch lncRNAs and mRNAs responding to salt stress and characterization of functions of lncRNA 的研究论文。

作者利用RNA-seq技术建立了白桦响应盐胁迫的基因表达谱，分别鉴定出响应高盐胁迫的2660个mRNA和539个lncRNA。盐胁迫下，mRNA在根部主要在“cell wall biogenesis”和“wood development”富集，而在叶片主要在“response to stimulus”和“photosynthesis”富集。但lncRNA的靶基因则在根和叶中都主要富集于“response to stimulus”和“nitrogen compound metabolic process”。利用该团队建立的白桦瞬时转化技术对lncRNA的耐盐功能进行解析及其靶基因验证。利用瞬时转化技术获得了瞬时过表达及RNAi沉默lncRNA的转基因白桦，可用于lncRNA的功能获得及缺失研究，进而鉴定其抗逆功能。同时，也可通过比较对照及lncRNA过表达植株的基因表达差异来鉴定lncRNA的靶基因。利用以上方法，我们对11个盐胁迫响应的lncRNA进行耐盐功能鉴定，发现6个lncRNA具有耐盐能力，2个对盐敏感，3个与耐盐无关（Fig. 5）。并进一步利用RT-qPCR对预测的lncRNA靶基因进行了验证，发现仅有部分预测的靶基因能够真正被lncRNA所调控（Fig. 6b）。

Fig. 5. Analysis of the salt tolerance of plants expressing salt responsive lncRNAs

Fig. 6. Confirmation of the target genes regulated by lncRNAs using qRT-PCR

作者进一步研究了一个具有强耐盐能力lncRNA(lncY1)的耐盐机制，发现lncY1能够结合BpMYB96 和BpCDF3 转录因子的启动子来分别诱导BpMYB96 和抑制BpCDF3 的表达，而过表达BpMYB96 和抑制表达BpCDF3 都能显著增强白桦的耐盐能力，进而说明lncY1通过调控BpMYB96 和BpCDF3 的表达来提高耐盐能力（Fig. 7）。以上研究说明lncRNAs在桦树的耐盐过程中起着重要调控作用。

Fig. 7. LncY1 regulates BpMYB96 and BpCDF3 to confer salt tolerance

东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室博士研究生贾亚奇和已毕业博士研究生赵慧敏为论文并列第一作者，牛亚妮硕士参与了本研究工作。王玉成教授(目前工作单位为沈阳农业大学)为通讯作者。感谢东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室提供的共享仪器平台。

作者介绍

王玉成教授，沈阳农业大学博士研究生导师，主要从事林木逆境生理与分子生物学研究，近年来取得系列研究进展。以第一、通讯作者发表论文90余篇，获得省部级一、二等奖5项。

文章链接：

‍https://doi.org/10.1093/hr/uhac277

转自：“园艺研究”微信公众号

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