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某些植物从营养生长阶段转入生殖发育阶段的一个关键就是春化作用,糖甜菜这种典型的二年生的作物必须经过春化处理作用和长日照光周期诱导,才能确保抽薹、开花,完成生殖生长过程。从营养生长到生殖发育的过渡是一个复杂的过程,需要对多种环境因素和内源性信号进行综合反应。目前春化研究主要集中在模式植物拟南芥上,在甜菜的研究相对较少。长链非编码RNA(lncRNA)是长度超过200 nt的非编码RNA,并且许多研究已经证明lncRNA可以通过顺式或反式调节与靶基因相互作用,从而调控基因表达。然而,植物中的lncRNA尚未得到充分研究,并且关于春化的lncRNA仅在拟南芥中鉴定出两种。本研究希望通过高通量测序挖掘甜菜春化过程中差异表达的lncRNA,了解在春化过程中lncRNA的作用。研究结果如下:本研究共鉴定到36445个mRNA和7421个lncRNA。其中差异显著的mRNA有785个;差异显著的lncRNA有292个。这7421个lncRNA中包括5827个基因间lncRNA(lincRNA),769个内含子lncRNA,294个反义lncRNA(lncNAT)和531个其他lncRNA。通过比较lncRNA与mRNA的结构特征和表达量,发现lncRNA在序列长度、ORF长度和外显子数方面低于mRNA,其表达量也显著低于mRNA。差异表达mRNA的生物信息学分析,发现这些mRNA主要参与核酸结合、核和蛋白质结合等过程,以及代谢途径,例如RNA转运、mRNA监测途径和植物激素信号传导。并且发现5个参与花发育的mRNA。对292个差异表达的lncRNA预测到763个靶基因。通过GO和KEGG分析发现这些靶基因主要参与ATP结合、蛋白质结合、植物激素信号转导和胞吞作用等过程,找到4个参与春化作用的靶基因序列及其对应的120个lncRNA。通过对这4个靶基因所编码的蛋白质进行蛋白互作分析,发现一个已经证明参与春化作用的蛋白质FL1。构建了lncRNA及其靶基因的共表达网络,并分析了其在春化不同阶段的表达。结果发现他们在春化的不同时期表达量的变化不是完全一致的。本研究预测到40个lncRNAs是其相应30个miRNA的靶标。结合miRNA靶标分析,预测到了26个可以作为ceRNA起作用的lncRNA,涉及201个mRNA,构建了lncRNA-miRNA-mRNA的表达网络。通过对这些mRNA进行生物信息学分析发现他们主要参与DNA结合,对激素的反应,生长素激活的信号通路和蛋白质ADP-核糖基化等过程,并且1个与春化作用相关的基因,其对应了2个miRNA以及1个lncRNA。本研究通过本地blast将甜菜lncRNA与拟南芥lncRNA进行比对,共有59个甜菜lncRNA比对到37个拟南芥lncRNA。通过比对发现lncRNA的序列保守性较低。