近日，北京市農林科學院生物所與信息中心聯合在Frontiers in Plant Science期刊（影響因子5.753/Q1）發表了題為“Comprehensive Annotation forbid Functional Exploration of MicroRNAs in Lettuce”的文章。   　　植物miRNA是一類在轉錄后調控基因表達的因子，在植物生長發育、響應環境應答等方面具有重要的作用。在作物中，很多重要農藝性狀的形成與miRNA有關。多組學數據的豐富積累使得構建以miRNA為核心的調控網絡成為了可能，然而在重要的葉用蔬菜-生菜-中，相關的研究還是空白。   　　該研究在前期解析生菜基因組的基礎上，通過對生菜不同組織小RNA深度測序，鑒定到67個家族的157個高置信度的miRNA。通過預測軟件和降解組測序分析結果，綜合鑒定了3,629個miRNA靶基因，并利用RNA-seq的方法建立了這些靶基因的表達譜。更進一步，利用生物信息學的手段，探索了調控miRNA的上游轉錄因子。整合這些數據構建了以miRNA為核心，結合上游轉錄因子和下游調控基因三層在內的基因調控和表達網絡。該網絡以前饋環路（Feed-Forward Loop）為基準單元，極大豐富了原有對miRNA調控網絡的認識，發現了很多已知調控模塊之間的新聯系和未知的調控模塊。

　　圖1. 生菜miRNA調控網絡   　　為了進一步驗證這些新發現調控模塊的功能，該工作驗證了生菜miR408（Lsa-miR408）與其三個靶向銅離子相關蛋白基因（LsaBBP，LsaBCP, LsaPAA2）的調控關系。結果發現，過量表達Lsa-miR408的生菜中，上述三個靶基因的表達量均顯著下降。同時，過量表達植株表現出葉柄長度、生物量和種子大小均顯著增加的表型，揭示了Lsa-miR408具有增加生菜鮮重和種子大小的功能。
　　圖2. Lsa-miR408的功能研究   　　這項工作為生菜miRNA功能和調控網絡研究奠定了堅實基礎，也為生菜育種提供了新思路。我院生物所職工鄧楊、博士后秦亞娟和我院信息中心杜建軍為本文共同第一作者，我院生物所楊效曾研究員和我院信息中心郭新宇研究員為共同通訊作者，論文的第一通訊單位為北京市農林科學院。該研究得到了國家自然科學基金面上項目和我院創新能力建設項目、協同創新中心和青年基金的資助。