010-51503294/51503293
科研进展
生物中心在玉米根虫研究中取得突破进展
日期:2021-03-02|来源:农业生物技术研究中心|浏览量:1341次

近日,生物中心青年英才-杨效曾团队和全球顶尖农业公司-科迪华(Corteva Agriscience)-在西部玉米根虫小RNA研究领域取得突破进展。美洲玉米根虫(Diabrotica virgifera virgifera,也称西部玉米根虫)是北美最具破坏性的农业害虫之一,每年带来的损失以10亿美元为单位计算。这项合作系统鉴定和研究了玉米根虫中小RNA在不同发育阶段的动态变化情况,揭示了玉米根虫和常见昆虫中miRNA簇的选择和进化,为研究西部玉米根虫和其它鞘翅目昆虫中小RNA转录组和miRNA介导的基因调控提供了新的认识。相关的论文发表在卓越期刊GENOMICS PROTEOMICS & BIOINFORMATICS 上(中科院分区1区,影响因子7.051),生物中心为第一通讯单位。

该工作利用小RNA测序的方法,在玉米根虫中鉴定到了101个保守的miRNA基因和277个玉米根虫特异的miRNA基因。进一步研究发现与所有物种中miRNA首个碱基一样,U具有明显的偏好性,即使是西部玉米根虫和北部玉米根虫,两个相近的物种中,miRNA也出现了很多分化(variations)。

图1、部分玉米根虫miRNA的特点
 

该研究还发现有超过20个miRNA家族在节肢动物中高度保守,并且在不同的进化分支中,都有一些该节点特异的miRNA,该工作揭示了大量(超过200个)的玉米根虫特异的miRNA,大部分这些miRNA的表达量都比较低,说明其正在接受miRNA及靶基因调控机制的筛选,而部分高表达的特异的miRNA已经在调控网络中固定了下来。

图2、西部玉米根虫及北部玉米根虫中miRNA与其它物种miRNA保守性分析
 

该工作另一个比较有意思的发现是对节肢动物中一些高度保守的miRNA簇的进化及表达分析,尽管在成员分布和顺序上有差异,这些保守的miRNA簇在不同的物种中呈现出很好的保守性。另外通过表达分析,发现簇中的不同成员在不同的组织中具有很相似的表达模式,说明他们之间的功能具有很强的联系。

图3、不同物种中miR-2和miR-13组成基因簇的进化模式
 

该研究受到了来自科迪华公司小RNA重点项目和我院青年英才引进启动经费的支持。青年英才杨效曾团队关注植物miRNA和作物育种研究,课题组常年招生生物信息学和分子生物学方向的博士后,更多详细的信息见课题组网站(http://srnaworld.com/),有兴趣加入实验室的请发简历至yangxiaozeng@baafs.net.cn或yangxz@sRNAworld.com.