玉米长链非编码RNA-ZmUHR的功能及调控机理分析

A large part of higher eukaryotic genomes is transcribed into RNAs lacking any significant open reading frame and beyond 200nt. This"non-coding part"has been shown to actively contribute to regulating gene expression, but the mechanisms are largely unknown.A novel long non-coding RNA(lncRNA)-ZmUHR has been cloned by us in previous study, and expressed differentially in maize seedling roots and unmature ears between the hybrid and its parental inbreds. Here, we attempt to analysis of the function and regulation mechanism of ZmUHR by overexpression and RNAi transgenetic in maize. Combined with high-throughput sequencing and digital gene expression profile analysis, contrast the differentially expressed genes between the genetically modified materials and inbred line Zong3 in seedling roots and unmature ears. Constructing the metabolic network of differentially expressed genes, to clarify the function of long non-coding RNA for corn growth and development, to provide data and materials for the study of long non-coding RNA, and provide materials for maize breeding.

长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是一类广泛存在于多种生物体中，缺乏完整的开放阅读框，不编码蛋白质，直接在RNA水平上行使功能的长度超过200nt的RNA分子，在植物的生长发育以及对逆境的适应过程中起着重要的调控作用,但对其调控机理目前却知之甚少。我们前期克隆了一个玉米特异的lncRNA基因-ZmUHR,其在玉米苗期根系和未成熟的雌穗中差异表达。本项目拟以ZmUHR为对象，通过过表达和RNAi干扰的转基因手段对其在玉米发育过程中的功能进行分析，结合转录组表达谱分析转基因材料与对照苗期根系和未成熟雌穗中的差异表达基因，构建差异表达基因的代谢网络。以期阐明该lncRNA基因对玉米生长发育的调控作用，为玉米lncRNA的功能研究提供数据和资料，并为玉米新品种选育提供材料。

长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是一类广泛存在于多种生物体中，缺乏完整的开放阅读框，不编码蛋白质，直接在RNA水平上行使功能的，长度超过200nt的RNA分子。本研究针对一个玉米特异的lncRNA基因-ZmUHR基因，查明其在基因组中共有56个拷贝定位在玉米的10条染色体上，比对发现其与其他单子叶植物存在一个43bp的核心重复序列的同源区段，时空表达分析发现其在幼穗中高表达，且在不同的自交系间存在很大差异，比较不同自交系在转录本以及启动子上的序列差异，发现启动子区域存在大量分生组织特异性表达元件，完成了磷敏感与耐受型自交系在磷胁迫后的动态表达分析，进行了二级结果的预测，确定了剪切形成的siRNA类型，同时开展了lncRNA作为一种小片段的多肽调控穗与籽粒发育的功能研究。