山核桃成花相关长链非编码RNA挖掘与功能分析

Hickory hermaphrodite, longer of Juvenile phase, male and female flowers during the development of vegetative growth to reproductive growth transformation of flower. Development is a very important key points. lncRNA plays an important role in the regulation of plant development aspects. The project is based on the complete genome sequence of pecan, flower-related expression profiling, microRNA and flower studies of gene function and other aspects related to construct during the development of male and female flowers pecan vegetative and reproductive growth stages 4 lncRNA library, using Qualcomm the amount of sequencing and bioinformatics analysis of mining to get conservative and new lncRNA its target gene pecans into flowering, and apply statistical methods to analyze male and female flowers vegetative and reproductive growth during lncRNA expression differences, significant differences in the expression lncRNA its target gene into embryonic stem cells and pecan validation Arabidopsis and yeast one-hybrid and ChIRP lncRNA key technical analysis with DNA and proteins interact to resolve the molecular regulation function lncRNA flowering process in Hickory .

山核桃雌雄同株、童期长，雌雄花发育过程中的营养生长向生殖生长转变是花发育一个非常重要的关键点。lncRNA在调控植物发育方面发挥着重要作用。本项目基于山核桃全基因组序列、成花相关表达谱、microRNA和成花相关基因功能等方面的研究，构建山核桃雌雄花发育过程中营养生长和生殖生长阶段的4个lncRNA文库，运用高通量测序及生物信息学方法分析挖掘得到山核桃成花期的保守和新的lncRNA及其靶基因，并应用统计学方法分析雌雄花营养生长和生殖生长过程中的lncRNA表达差异，将表达差异显著的lncRNA及其靶基因转入山核桃胚胎干细胞和拟南芥中验证功能，并利用酵母单杂和ChIRP技术分析关键lncRNA与DNA和蛋白相互作用，从而解析lncRNA在山核桃成花过程的分子调控功能。

山核桃雌雄同株、童期长，雌雄花发育过程中的营养生长向生殖生长转变是花发育一个非常重要的关键点，如何来调控山核桃提早开花是山核桃产业发展的关键。有研究报道表明，lncRNA在调控植物开花方面发挥着重要作用。本项目通过构建山核桃雌雄花发育过程中营养生长和生殖生长阶段的6个lncRNA文库，运用高通量测序及生物信息学方法，分析挖掘得到山核桃花形成时期保守和新的lncRNA及其靶基因，并应用统计学方法分析雌雄花营养生长和生殖生长过程中的lncRNA表达差异，将表达差异显著的lncRNA及其靶基因进行功能验证，并利用酵母双杂技术研究靶基因间的互作，从而解析lncRNA在山核桃成花过程的分子调控机制。通过本项目研究，共鉴定得到6,862个候选lncRNAs。在雌花中筛选得到1946条差异表达基因，其中416条lncRNAs注释与开花有关。在雄花中筛选到4131条差异表达基因，其中157条lncRNAs被鉴定为与开花有关。通过miRNA-lncRNA-mRNA关联分析，预测到的20条mRNA中，查找到63条lncRNA与成花调控密切相关。并通过qRT-PCR验证。转基因实验发现超表达miR169使拟南芥开花提前；超表达miR396靶基因SVP，拟南芥花器官受到明显影响，种子结实性差；超表达miR166使拟南芥开花提前，顶端分生组织受到抑制；超表达miR171使拟南芥开花时间推迟，叶片生长发育受到抑制，植株分支树减少。转基因miR166和miR171转录组测序分别获得585上调、357下调和502上调、537下调的差异基因，对这些基因进行GO富集及分析，我们发现与植物生长和发育基因显著富集，LOM转录因子与SPL和PORC互作，影响GA途径中基因的表达，表明miR171在植物发育中起着重要的调节作用。将获得的靶基因进行酵母互作研究，明确了CcSVP能够与CcAP1、CcSOC1发生互作，且CcSVP与CcAP1的互作强度强于CcSVP与CcSOC1的互作；CcSVP不与CcFLC互作；CcSVP与CcAP1的单一结构域无法单独完成与全长蛋白的互作，需要复数个结构域甚至全长蛋白才能发挥其互作功能。本项目共培养硕士毕业生12名，本科毕业生1名，发表学术论文10篇，其中SCI论文9篇，累计影响因子为超20。获得国家授权发明专利3件。研究成果弥补lncRNA在山核桃成花过程这一国际的空白。