MicroRNA（miRNA）是一种长度为20-22nt的內源非编码小分子RNA, 在植物中参与基因转录后水平调控。具有相位的小分子干扰RNA（相位siRNA或phasiRNA）的生成需要miRNA的剪切介导，是以miRNA切割位点为起点按特定长度（一般为21nt或者24nt）依次切割形成的次级小分子RNA，该类小分子RNA可以通过反式作用参与调控其它基因，也可以顺式作用调控其自身。 miRNA和phasiRNA在植物生长发育过程中均具有重要作用。荔枝（Litchi chinensis Sonn.）作为我国南方广泛种植的重要果树经济作物，有关于其小分子RNA的深入研究鲜见报道。

近日，华南农业大学 “亚热带农业生物资源保护与利用” 国家重点实验室、园艺学院“青年千人”夏瑞教授课题组和李建国研究员课题组在国际著名学术期刊New Phytologist（IF=7.330）发表题为“Coupling of microRNA-directed phasiRNA generation from long noncoding genes with alternative splicing and alternative polyadenylation in small RNA-mediated gene silencing”的研究论文。该研究通过小RNA测序，降解组测序和转录组测序，结合生物信息学分析以及分子生物学实验，对荔枝miRNA和phasiRNA的调控通路进行了全基因组鉴定，发现在荔枝中miRNA可以耦合可变剪切/选择性多聚腺苷化诱发不同转录本区域内phasiRNA的产生，进而介导基因沉默的调控通路。

本研究首先对miRNA和phasiRNA途径进行了全基因组分析，鉴定出荔枝中的保守和特异miRNA、miRNA靶基因，以及大量的phasiRNA产生途径；同时发现很多保守miRNA在荔枝中进化出全新的功能，其中以miR482/2118家族最为突出（图1）。无论是miRNA家庭成员数，还是功能，miR482/2118都在荔枝中得到扩张,它除了能够靶向大量抗病性基因以外，还能靶向一系列非编码RNA，并诱导 phasiRNA的产生。以miR482/2118靶向的其中一个基因组位点为例， 深入挖掘发现该位点通过可变性剪切和选择性多聚腺苷化（alternative splicing/polyadenylation, AS/APA）可产生多种转录本（其中四种被进一步实验证实）。miR482/2118可以靶向这些转录本的公共区域（共有的外显子区域），从而诱导不同基因组区域内phasiRNA的产生。这些phasiRNA能够靶向长末端重复（long terminal repeat，LTR）反转录转座子以及其它基因。这种耦合机制（miRNA介导phasiRNA的产生与可变剪切和选择性多聚腺苷化）可以增加次级phasiRNA的多样性，从而进一步增加phasiRNA调控下一级靶基因的广度。

图1. 荔枝中主要miRNA家族及靶基因

类似的位点在荔枝中一共有29个，大部分为长链非编码RNA， 它们除了与miR482/2118d耦合外，其中四个是与miR3954家族耦合。这一研究揭示了植物miRNA和phasiRNA的多样性，证明了可变剪切/选择性多聚腺苷化是小RNA介导基因沉默调控通路中一个新的调控层面，并提出了miRNA耦合可变性剪切/选择性多聚腺苷化生成phasiRNA进而介导基因沉默的模型（图2）。

图2. miRNA耦合可变剪切/选择性多聚腺苷化生成phasiRNA并介导基因沉默的模型

该工作的一作为华南农业大学园艺学院的博士生马武强，二作为博士生陈程杰，通讯作者为夏瑞教授和李建国研究员。本研究受到国家自然科学基金、中组部青年千人人才计划、农业部优秀人才计划，广东省教育部创新团队项目和荔枝龙眼产业体系专项等项目的支持。

夏瑞教授课题组详细介绍请访问:

http://xialab.scau.edu.cn/