小RNA稿壁，新興的調(diào)節(jié)劑项钮，對(duì)園藝性狀的發(fā)展至關(guān)重要
摘要
小RNA（sRNA）最近已被公認(rèn)為是各種生物中的關(guān)鍵遺傳和表觀遺傳調(diào)節(jié)劑，范圍從DNA修飾和組蛋白甲基化到編碼或非編碼RNA豐度的調(diào)節(jié)。在植物中，主要的調(diào)節(jié)性sRNA分別分類為microRNA（miRNA）和小干擾RNA（siRNA）棠笑，前者主要參與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，而后者則參與轉(zhuǎn)錄擒滑。這些特征化的sRNA中的許多都涉及對(duì)各種生物學(xué)程序腐晾，過程和途徑的調(diào)節(jié)，以響應(yīng)發(fā)育路線丐一，環(huán)境信號(hào)/壓力，病原體感染和害蟲侵襲淹冰。最近库车，在園藝植物中還廣泛研究了sRNA介導(dǎo)的調(diào)控，揭示了許多新穎的機(jī)制樱拴，與在模型物種中研究的機(jī)制相比柠衍，它們顯示出更大的機(jī)械復(fù)雜性和獨(dú)特的調(diào)控特征。在這里晶乔，我們回顧了園藝植物中sRNA研究的最新進(jìn)展珍坊，重點(diǎn)是機(jī)制方面以及它們與性狀調(diào)控的相關(guān)性。鑒于已經(jīng)在模型和其他植物中進(jìn)行了重大且開創(chuàng)性的sRNA研究正罢，我們還將討論對(duì)這些植物正在進(jìn)行的sRNA研究阵漏。由于miRNA和定相siRNA（phasiRNA）是研究最多的sRNA調(diào)節(jié)子，因此本文著重于它們的生物發(fā)生翻具，保守性履怯，功能，靶向基因和性狀以及它們之間的機(jī)制關(guān)系裆泳，旨在叹洲，在園藝作物的研究為讀者提供有助于未來sRNA的全面信息。
自2002年在擬南芥中挖掘出第一個(gè)植物小RNA（sRNA）以來工禾，已發(fā)現(xiàn)許多sRNA可以協(xié)調(diào)對(duì)于植物生長(zhǎng)运提，發(fā)育和脅迫響應(yīng)至關(guān)重要的各種生物學(xué)過程蝗柔。 PlantsRNA是一類20-24個(gè)核苷酸長(zhǎng)的短的調(diào)控RNA。根據(jù)它們的生物基因和作用機(jī)制民泵，sRNA可大體上分為兩類癣丧，micro RNAs(miRNA)和短干擾RNA。盡管我們關(guān)于sRNA的許多知識(shí)來自模型植物洪灯，例如擬南芥坎缭，但正在進(jìn)行的研究逐漸擴(kuò)展到非模型系統(tǒng)，包括許多重要的植物—園藝植物签钩。這些研究極大地?cái)U(kuò)展了我們對(duì)農(nóng)作物中sRNA的生物發(fā)生掏呼，代謝和功能的理解。在這里铅檩，我們旨在總結(jié)這些sRNA的研究進(jìn)展憎夷，以概述sRNA參與的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)對(duì)于園藝植物的關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)性狀的發(fā)展至關(guān)重要昧旨。我們將重點(diǎn)放在miRNA和phasiRNA（一類siRNA）上拾给，因?yàn)樗鼈兪墙鼛资陙硌芯孔顝V泛的sRNA類。
植物中sRNA研究概述
miRNA和phasiRNA的生物發(fā)生
miRNA是植物中功能最重要兔沃，研究最深入的一類sRNA蒋得，它們的生物發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的過程，在植物中廣泛保存（圖1a）乒疏。簡(jiǎn)而言之额衙，miRNA基因（MIR）首先被RNAPOLYMERASE II（Pol II）轉(zhuǎn)錄，并產(chǎn)生5'帽和3'聚腺苷酸化的初級(jí)轉(zhuǎn)錄本（pri-miRNA）和一個(gè)自我互補(bǔ)的折返結(jié)構(gòu)（圖1a）怕吴。
pri-miRNA被RNaseIII 內(nèi)切核糖核酸酶DICER-LIKE1（DCL1）順序切片篮幢，產(chǎn)生一個(gè)懸掛于3’上兩個(gè)核苷酸的miRNA/ miRNA *雙鏈體，然后將雙鏈體在3’末端殘基通過HUA ENHANCER1(HEN1)在2-O甲基化并且通過HASTY(HST)從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)为迈。在細(xì)胞質(zhì)中三椿，雙鏈體與迅速降解的miRNA *分離，成熟的miRNA摻入ARGONAUTE 1（AGO1）蛋白中葫辐，形成活性的RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物(RISC)搜锰。之后，miRNA需要幾乎完美的互補(bǔ)序列耿战，通過另一個(gè)轉(zhuǎn)錄物裂解或翻譯抑制調(diào)節(jié)其靶基因(圖1a)
定相siRNA(phasiRNAs)是一類特殊的siRNA蛋叼，迄今為止，只在植物中發(fā)現(xiàn)剂陡。它的生物發(fā)生依賴于sRNA（主要是miRNA）介導(dǎo)的切割狈涮。據(jù)報(bào)道，到目前為止鸭栖，根據(jù)靶基因上sRNA靶位點(diǎn)的數(shù)目歌馍，有兩種phasiRNA生物發(fā)生方式，一次擊中和兩次擊中晕鹊。在一次擊中模式下骆姐，一個(gè)22個(gè)核苷酸（nt）的miRNA裂解，在單個(gè)位點(diǎn)捏题，它的靶轉(zhuǎn)錄本裂解為兩個(gè)片段。RNA依賴的RNA聚合酶6(RDR6)將靶位點(diǎn)下游的裂解片段轉(zhuǎn)化為雙鏈RNA（dsRNA）并且這個(gè)dsRNA 被Dicer蛋白（DCL4或DCL5 ingrasses）從頭到尾連續(xù)地從5'到3'切割肉渴，產(chǎn)生了數(shù)十個(gè)一定長(zhǎng)度的phasiRNA(DCL4切為21-nt長(zhǎng)公荧，DCL5切為24-nt長(zhǎng))。在兩次擊中模式中同规，一個(gè)靶轉(zhuǎn)錄本具有兩個(gè)靶位點(diǎn)循狰，如在TAS3基因中代表的，它們具有miR390的兩個(gè)靶位點(diǎn)而且通常僅將3’末端靶位點(diǎn)切成薄片券勺。相比之下绪钥，一次擊中模式，將miR390 3'靶位點(diǎn)上游的片段復(fù)制到dsRNA中并且通過DCL4從3’到5’變成21-nt的phasiRNA关炼。這些phasiRNA可以像miRNA調(diào)節(jié)他們的反式（tasiRNA）或順式（casiRNA）的靶基因一樣起作用程腹。
主要的miRNA途徑
通常，植物miRNA分為保守的miRNA（存在于被子植物中）儒拂，保守性較低的miRNA（存在于植物譜系或植物群中）寸潦，和特定物種的miRNA（存在于單個(gè)物種中）色鸳。許多miRNA家族高度保守然而大多數(shù)是血系限制或者特定物種。在這里见转，我們選擇了32個(gè)miRNA家族來說明其保守性命雀，包括植物中所有高度保守的家族以及幾個(gè)具有園藝重要性的家族。
據(jù)估計(jì)斩箫，保守的miRNA由約20個(gè)miRNA家族組成都具有獨(dú)特的進(jìn)化路線吏砂。其中有九種似乎是從陸地植物起源的（胚芽植物，圖2）乘客，除了在地蒿（Marchantia polymorpha）中缺失的miR390和miR395家族和在地草和苔蘚中（Phycomitrella paten）狐血，其余12個(gè)科來自種子植物（種子植物，圖2）寨典，
但裸子植物（Picea abies）中未發(fā)現(xiàn)miR827氛雪。其中有九種似乎是從陸地植物起源的（胚芽植物，圖2）耸成，除了在地蒿（Marchantia polymorpha）中缺失的miR390和miR395家族和在地草和苔蘚中（Phycomitrella paten）报亩，其余12個(gè)科來自種子植物（精子植物，圖2）井氢，但裸子植物（Picea abies）中未發(fā)現(xiàn)miR827弦追。我們還發(fā)現(xiàn)，種子植物中廣泛存在三個(gè)miRNA家族花竞，包括miR828劲件，miR482 / 2118和miR535，但在少數(shù)譜系或物種中缺失约急，在稻科植物中沒有miR828且在木瓜中沒有miR482 / 2118證明了（番木瓜）和黃瓜（Cucumis sativus）零远。因此，miR828厌蔽，miR482 /2118和miR535也應(yīng)被視為保守的miRNA家族牵辣。我們列出的其他八個(gè)miRNA似乎是血系限制的。例如奴饮，miR1432和miR528在單子葉植物中受到限制纬向，而miR403對(duì)雙子葉植物具有特異性（圖2）。
值得注意的是在薔薇科植物中miR529丟失了，但幾乎存在于所有古代植物中，包括地艾和苔蘚（圖2）危彩。
一般而言攒磨，保守的miRNA在廣泛的植物中共享相同的靶基因，而保守性較低的miRNA顯示出物種或譜系特異性的靶基因（表1）汤徽。
高度保守的miRNA通常在調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)和發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵作用娩缰。例如，保守的miR156家族參與發(fā)育時(shí)間的調(diào)控或通過下調(diào)SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE(SPL)從營(yíng)養(yǎng)到生殖的過渡谒府。相反拼坎，譜系特異性miRNA可能對(duì)某些植物或群體具有特定的功能。代表性的例子之一是miR528完疫，它是單子葉植物特異性的泰鸡，并參與了水稻中對(duì)病毒感染的防御。同樣壳鹤，僅在無患子目及其近親中鑒定到了miR3954盛龄，它可以觸發(fā)phasiRNA的生物發(fā)生，并可能通過靶向NAC基因來調(diào)節(jié)花的程序編排芳誓。
主要的phasiRNA途徑
除miRNA外余舶，近年來，phasiRNA在植物中被廣泛使用锹淌，一些phasiRNA通路得到高度保存匿值，也具有高度保存的miRNA。PhasiRNA可同時(shí)由長(zhǎng)非編碼基因和蛋白質(zhì)編碼基因（PHAS基因）產(chǎn)生赂摆。在擬南芥中挟憔，鑒定出的最先產(chǎn)生phasiRNA （因?yàn)閜hasiRNA的相反功能而被稱為TAS基因）的幾個(gè)基因全是非編碼基因。包括TAS1-4基因烟号，TAS1-2及其觸發(fā)miRNA（miR173）對(duì)擬南芥具有特異性绊谭。 miR390靶向的TAS3產(chǎn)生了幾種靶向AUXIN響應(yīng)因子（ARF）基因的tasiRNA。該miR390-TAS3-ARF在幾乎所有陸地植物中都普遍保存汪拥。 miR390-TAS3-ARF途徑是生長(zhǎng)素信號(hào)傳導(dǎo)中不可或缺的調(diào)節(jié)成分龙誊，在調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)和發(fā)育（包括葉片形態(tài)，側(cè)根生長(zhǎng)和發(fā)育時(shí)機(jī)）中起關(guān)鍵作用喷楣。 miR828可將禾本科中可能不存在的TAS4基因靶向，并產(chǎn)生靶向MYB基因的tasiRNA鹤树，后者與花色苷的生物合成有關(guān)铣焊。隨著在非模型植物中sRNA研究的發(fā)展，越來越多的蛋白質(zhì)編碼基因也被報(bào)道會(huì)產(chǎn)生大量的phasiRNA罕伯，包括編碼核苷結(jié)合富亮氨酸重復(fù)蛋白（NB-LRR）曲伊，五肽重復(fù)蛋白（PPR），和MYB轉(zhuǎn)錄因子（MYB），NAC轉(zhuǎn)錄因子（NAC）坟募，Ca2 + ATPase岛蚤，F(xiàn)盒含蛋白（FBX）這些途徑中的許多途徑廣泛存在于植物中。例如懈糯，miR482/ 2118主要針對(duì)NB-LRR（或禾本科中的非編碼轉(zhuǎn)錄本）并觸發(fā)幾乎所有種子植物中的phasiRNA產(chǎn)生涤妒。并且在被子植物中普遍觀察到PPR基因產(chǎn)生的phasiRNA。
園藝植物中的小RNA研究
為了概述植物（特別是園藝植物）中sRNA的研究范圍赚哗，我們總結(jié)了每個(gè)植物科中擁有sRNA深度測(cè)序數(shù)據(jù)集的每個(gè)植物科中的物種數(shù)量她紫，這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在公共存儲(chǔ)庫(kù)NCBI-SRA（國(guó)家生物技術(shù)信息中心，順序讀取存檔屿储，https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/sra）贿讹。通常，大多數(shù)sRNA研究（已保存sRNA數(shù)據(jù)集）都集中在重要的經(jīng)濟(jì)作物上够掠，如圖3所示民褂。除草類（即禾本科）外，茄科是研究最多的sRNA種類最多的植物科疯潭。它包含的物種包括番茄赊堪，胡椒和土豆。以下是包含11種植物的豆科袁勺，其中包括大豆雹食，紫花苜蓿和鷹嘴豆。薔薇科期丰，十字花科和蘭科分別有八種已被發(fā)現(xiàn)的sRNA種群群叶，而藜科，錦葵科钝荡，蕓香科和水楊科各有五種已報(bào)告了sRNA數(shù)據(jù)集（圖3）街立。
對(duì)于僅有的幾個(gè)具有園藝意義的植物端辱，它們的sRNA種類相對(duì)較為完整梁剔，包括蔬菜（番茄，馬鈴薯和黃瓜）舞蔽，水果（葡萄荣病，柑橘，蘋果渗柿，桃和草莓）和觀賞植物（矮牽牛和蘭花）个盆。對(duì)于果樹和觀賞植物，研究人員將其sRNA研究重點(diǎn)放在與開花時(shí)間嚷那，果實(shí)顏色模式和果實(shí)大小有關(guān)的過程中俱饿。相反，對(duì)于蔬菜壹无，研究主要關(guān)注對(duì)與植物生長(zhǎng)狀況直接相關(guān)的非生物或生物脅迫的抗性终惑。在這里绍在，我們討論了幾種miRNA / phasiRNA介導(dǎo)的與園藝性狀表現(xiàn)直接相關(guān)的途徑。
保守的miRNA或phasiRNA途徑及其對(duì)園藝性狀的調(diào)控
在植物中狠鸳，保守的miRNA通常在植物生長(zhǎng)和發(fā)育中發(fā)揮基本的調(diào)控作用揣苏。對(duì)于園藝植物，葉（蔬菜）件舵，花（觀賞植物）和果樹（果樹）通常是收獲的最終產(chǎn)品卸察。因此，如圖4所示铅祸，我們以模型植物擬南芥中報(bào)道的miRNA的主要生物學(xué)功能和其他一些經(jīng)過充分研究的植物為基礎(chǔ)坑质，將miRNA途徑分為葉片發(fā)育，花發(fā)育和果實(shí)發(fā)育三個(gè)主要類別临梗。此外涡扼，我們還增加了抗病性類別，因?yàn)樗菆@藝植物健康性狀發(fā)展必不可少的部分盟庞。
miR390吃沪，miR319和miR396分別通過調(diào)節(jié)靶基因TAS3-ARF，TCP和GRF參與葉片發(fā)育什猖，包括形態(tài)發(fā)生票彪，生長(zhǎng)極性。更多的miRNA與花和果實(shí)的發(fā)育有關(guān)不狮。例如降铸，miR165 / 166，miR172和miR319對(duì)于花器官發(fā)育至關(guān)重要摇零，而miR156推掸，miR159，miR172驻仅，miR393和許多其他花蕾參與開花時(shí)間調(diào)節(jié)過程（圖4）谅畅。
在果實(shí)發(fā)育中敬飒，許多保守的miRNA邪铲，包括miR160，miR167无拗，miR172带到，miR390，miR393英染，miR828揽惹，miR858，參與了果實(shí)發(fā)育的不同部分四康，例如果實(shí)的起始搪搏，果實(shí)大小的形成，果實(shí)的著色闪金，果實(shí)的成熟等疯溺。（圖4）。關(guān)于抗病性哎垦，miR482 / 2118超級(jí)家族通過靶向大量NB-LRR抗性基因發(fā)揮著至關(guān)重要的作用囱嫩，這些基因是植物中效應(yīng)觸發(fā)的免疫力的關(guān)鍵組成部分。在這些涉及園藝性狀發(fā)展的重要的miRNA調(diào)控途徑中漏设，許多途徑與次級(jí)phasiRNA（或tasiRNA）的產(chǎn)生整合在一起墨闲，它們被認(rèn)為可以增強(qiáng)或擴(kuò)大靶基因的下游沉默效果，例如miR390-TAS3- ARF郑口，miR393-TIR1 / AFB2鸳碧，miR828-MYB和miR482 / 2118-NBLRR。
一些miRNA途徑具有廣泛的功能潘酗，在一些生物學(xué)過程中扮演多個(gè)角色杆兵，這些過程雖然不同但相互聯(lián)系。例如仔夺，miR390-TAS3-ARF是重要植物激素生長(zhǎng)素信號(hào)傳導(dǎo)途徑中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)回路琐脏，因此該途徑對(duì)于所有葉，花和果實(shí)的發(fā)育都很重要缸兔。 miR172不僅調(diào)節(jié)花器官的測(cè)定日裙，還有助于果實(shí)大小的形成。因此惰蜜，miRNA介導(dǎo)的調(diào)控是復(fù)雜且相互聯(lián)系的昂拂。它們可能與多種過程有關(guān)，這些過程對(duì)發(fā)展多種性狀很重要抛猖。在下面的討論中格侯，我們描述了一些主要的miRNA / phasiRNA參與的途徑鼻听，這些途徑已在園藝植物中進(jìn)行了比較充分的研究，以證明其功能重要性联四。
miRNAs相變
MiR172在植物中保留撑碴，在植物發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用。研究表明朝墩，miR172通過抑制翻譯或啟動(dòng)目標(biāo)mRNA的降解來抑制APETALA2（AP2）或AP2樣基因的表達(dá)水平醉拓。 MiR172對(duì)于許多植物的花期過渡非常重要，包括番茄收苏，蘋果等亿卤。 MiR172與miR156合作，參與了植物從青年期到成年的相變調(diào)控鹿霸。這兩個(gè)miRNA在開花誘導(dǎo)中起拮抗作用排吴。高水平的miR156延長(zhǎng)了幼年期并延遲了開花，而miR172的積累則導(dǎo)致了早期開花杜跷。在擬南芥中傍念，miR156在幼苗中高度豐富，并且隨著相變而降低葛闷，而miR172具有相反的表達(dá)模式憋槐，因?yàn)閙iR156通過其靶向的SPL9和SPL10基因抑制MIR172b基因的表達(dá)（圖5a）。
另一組以miR156為靶標(biāo)的SPL基因（SPL3 / 4/5）促進(jìn)花分生組織同一性轉(zhuǎn)變乖阵，從而誘導(dǎo)開花（圖5a）宣赔。這種由miR156，miR172及其靶基因組成的復(fù)雜調(diào)控級(jí)聯(lián)瞪浸，在一年生和多年生植物中均得以保留拉背，并且miR156和miR172與木本植物的幼年和成年期密切相關(guān)。 miR156在轉(zhuǎn)基因加拿大楊樹中的過表達(dá)降低了miR156靶向的SPL基因和miR172的表達(dá)默终，并顯著延長(zhǎng)了幼年期。另一方面犁罩，一旦進(jìn)入成年階段齐蔽，多年生果樹通常每年開花一次。它始終需要營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與繁殖之間的平衡床估，才能實(shí)現(xiàn)每年的穩(wěn)定開花含滴。 miR156和miR172是否在果樹的每年發(fā)育周期中以類似的方式調(diào)節(jié)花期，需要進(jìn)一步研究丐巫。
除miR156和miR172外谈况，還有許多其他miRNA參與植物開花時(shí)間的控制，如模型植物擬南芥中所述（參見參考資料）递胧。由于其中大多數(shù)尚未在園藝植物中進(jìn)行研究碑韵，因此它們的功能或調(diào)控途徑是否相似或其功能的保守性仍然難以捉摸。
miRNAs-果實(shí)發(fā)育
miR172水果大小 除了在相變中起關(guān)鍵作用外缎脾，miR172在水果生長(zhǎng)過程中也做出了巨大貢獻(xiàn)祝闻。它的靶基因AP2是水果成熟的負(fù)調(diào)控因子，有證據(jù)表明遗菠，SlaP2a的最低會(huì)導(dǎo)致番茄中的橙色联喘，水果的開裂和凹凸不平的表面。此外辙纬，最近的研究發(fā)現(xiàn)豁遭，miR172-AP2途徑會(huì)影響不同種類的果實(shí)大小，具體取決于果實(shí)類型（圖5a）贺拣。在擬南芥中蓖谢，果實(shí)（長(zhǎng)角果）取自心皮組織，其增長(zhǎng)受到AP2的負(fù)面調(diào)節(jié)纵柿。 MiR172抑制了AP2的表達(dá)蜈抓，從而限制了細(xì)胞的分裂和擴(kuò)增，因此miR172在擬南芥中的過表達(dá)產(chǎn)生了更大的角果昂儒。相比之下沟使，蘋果果實(shí)主要來自花萼組織貢獻(xiàn)最多的隱花花序，它受到AP2的正調(diào)控渊跋，miR172的過度積累導(dǎo)致AP2的沉默腊嗡，進(jìn)而導(dǎo)致果實(shí)大小和重量顯著減凶徘恪（圖5b）。此外燕少，當(dāng)miR172過表達(dá)時(shí)卡者，發(fā)現(xiàn)番茄作為果肉來源的卵巢，會(huì)發(fā)育出單性結(jié)實(shí)的無核果實(shí)客们，且果實(shí)尺寸較小崇决。因此，微調(diào)miR172的表達(dá)可能是產(chǎn)生理想大小的果實(shí)的好策略底挫。但是miR172在花發(fā)育過程中起著重要的作用恒傻，在不影響開花時(shí)間和花器官發(fā)育的情況下，僅在果實(shí)中調(diào)控miR172的表達(dá)可能會(huì)非常復(fù)雜建邓。
miR828 / miR858-水果著色 如上所述盈厘，miR828靶向TAS4以生成調(diào)節(jié)MYB基因的tasiRNA（圖5c）。 此外官边，miR828和miR858通過直接靶向編碼MYB蛋白保守R3結(jié)構(gòu)域的區(qū)域共同協(xié)同調(diào)節(jié)大量MYB基因沸手，miR828觸發(fā)了靶向MYB基因產(chǎn)生次級(jí)phasiRNA，從而增強(qiáng)了其沉默效果（圖5c）注簿。這些被調(diào)控的MYBs大部分屬于R2R3類契吉，是MYB-bHLH-WD40蛋白復(fù)合物的主要成分，與多種生物過程相關(guān)滩援，尤其是植物主要色素之一花青素的生物合成栅隐。在擬南芥中，miR828的過表達(dá)通過抑制編碼MYB轉(zhuǎn)錄因子的基因減少花青素的積累玩徊。在番茄中租悄，miR858在花青素生物合成中發(fā)揮負(fù)調(diào)控作用，miR858的阻滯通過調(diào)節(jié)SlMYB7和SlMYB4861的表達(dá)導(dǎo)致花青素積累增加恩袱，而另一篇報(bào)道表明miR858a抑制了擬南芥幼苗中MYBL2的翻譯泣棋，是花青素生物合成的正調(diào)控因子。然而畔塔，在薔薇科植物中潭辈，對(duì)果實(shí)色素起核心作用的蘋果MYB10及其近種同源物種對(duì)miR828和miR858并沒有很好的靶點(diǎn)，這說明這兩種miRNA可能在花青素的生物合成中起著多功能或間接的作用澈吨。由于針對(duì)MYB基因的miR828 / miR858的這一途徑位于裸子植物中把敢，因此該途徑如何花青素生物合成進(jìn)化后的研究很有趣×吕保可以想象的是修赞，隨著MYB基因的擴(kuò)展，miR8282 / miR858途徑進(jìn)化為具有更廣泛的功能桑阶，其在纖維發(fā)育和囊腫線蟲寄生蟲中的作用證明了這一點(diǎn)柏副。
miR397 / miR399-果實(shí)品質(zhì)? 植物漆酶（很大的氧化酶家族）參與木質(zhì)素聚合勾邦。 最近發(fā)現(xiàn)，miR397通過抑制漆酶基因的表達(dá)來調(diào)節(jié)梨果實(shí)的果實(shí)細(xì)胞木質(zhì)化割择。在PbrMIR397基因啟動(dòng)子中發(fā)現(xiàn)一個(gè)單核苷酸多態(tài)性(SNP)與水果木質(zhì)素的低水平有關(guān)眷篇。該SNP可作為木質(zhì)素含量低的梨樹選育的優(yōu)良遺傳標(biāo)記。在草莓中荔泳，可溶性固形物含量高的水果是顧客的首選蕉饼。研究人員發(fā)現(xiàn)，不同草莓品種間可溶性固形物含量高與Pi含量高呈正相關(guān)玛歌。磷營(yíng)養(yǎng)是一個(gè)受miRNAs調(diào)控的過程椎椰。響應(yīng)Pi饑餓的miR399引導(dǎo)PHO2 RNA的裂解，該RNA編碼E2泛素偶聯(lián)相關(guān)蛋白沾鳄，負(fù)性影響Pi的含量和再活化作用，過表達(dá)miR399可以顯著提高草莓果實(shí)中Pi含量确憨，從而提高可溶性固形物含量译荞，改善果實(shí)品質(zhì)。較高的可溶性固形物含量是水果常見的理想性狀休弃。miR399表達(dá)與可溶性固形物含量是否存在這種正相關(guān)關(guān)系吞歼，值得我們研究。
據(jù)報(bào)道塔猾，miRNAs可能參與水果發(fā)育的各個(gè)方面篙骡，從果實(shí)的坐果到果實(shí)的成熟，從水果大小的決定丈甸，水果形狀的形成到水果的顏色糯俗。盡管在不同的植物中，保守miRNA的功能得到良好的維護(hù)睦擂，但它們可能對(duì)果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)生不同的影響得湘，因?yàn)樵S多園藝植物的“果實(shí)”(最終收獲的產(chǎn)品)來自不同的器官，可能處于不同的調(diào)控下顿仇。
miRNAs-生長(zhǎng)素信號(hào) miRNAs和phasiRNAs的另一個(gè)重要作用是參與生長(zhǎng)素的信號(hào)通路淘正，生長(zhǎng)素是調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵激素，通過調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素應(yīng)答因子(ARFs)臼闻。ARFs是一類在生長(zhǎng)素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起關(guān)鍵作用的轉(zhuǎn)錄因子鸿吆，它與Aux/IAAs結(jié)合在生長(zhǎng)素應(yīng)答基因啟動(dòng)子區(qū)域的生長(zhǎng)素應(yīng)答元件(AuxRE)上，共同參與生長(zhǎng)素介導(dǎo)的生長(zhǎng)發(fā)育過程述呐。許多ARFs被miRNA調(diào)控惩淳，以觸發(fā)miRNA介導(dǎo)的植物生長(zhǎng)素應(yīng)答調(diào)控。例如市埋，番茄有22個(gè)ARFs黎泣，分成三個(gè)簇恕刘。每個(gè)簇中有幾個(gè)成員受miRNAs調(diào)控（圖6）。
已顯示ARF6 / 8受miR167負(fù)調(diào)控着降，而ARF10 / 16/17受miR160轉(zhuǎn)錄后調(diào)控差油。 此外，如上所述任洞，miR390觸發(fā)了從TAS3基因到目標(biāo)ARF2 / 3 / 4的tasiRNA（tasiARF）的產(chǎn)生蓄喇。 這三種miRNA介導(dǎo)的調(diào)節(jié)途徑在不同植物中高度保守。此外交掏，slymiR160的下調(diào)也改變了番茄營(yíng)養(yǎng)側(cè)器官的表型妆偏，抑制了花瓣、花藥和果實(shí)的脫落盅弛。mir160不敏感SlARF10A (mSlARF10A)的異位表達(dá)導(dǎo)致小葉葉片钱骂、萼片和花瓣狹窄，果實(shí)形狀異常;值得注意的是挪鹏，轉(zhuǎn)基因水果有一個(gè)清晰的圓錐形和幾乎無籽的種子不正常见秽，不能發(fā)芽。miR160靶向ARFs SlARF10A讨盒、SlARF10B或SlARF17的過表達(dá)導(dǎo)致葉片減少张吉、葉片復(fù)雜性增加，抑制番茄幼葉生長(zhǎng)素應(yīng)答催植。
miR167-ARF6 / 8? MiR167在花卉肮蛹，果實(shí)以及根的發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用。 MiR167靶向ARF6 / 8調(diào)節(jié)花器官發(fā)育创南。 miR167下調(diào)ARF6和ARF8導(dǎo)致花瓣伦忠，雄蕊和葉片尺寸變短，在花發(fā)育和雌性不育上最大的缺陷稿辙。在擬南芥和番茄中引入變異的ARF8轉(zhuǎn)錄體影響果實(shí)的起始昆码，導(dǎo)致單性果實(shí)的形成。MiR167也與植物免疫有關(guān)。在擬南芥中赋咽，MiR167因真菌感染而下調(diào)旧噪，在細(xì)菌脅迫下，MiR167改變了包括ARF6/8宿主生長(zhǎng)素信號(hào)通路的基因表達(dá)脓匿，
miR390-TAS3-ARF2/3/4 miR390-TAS3-ARF途徑主要參與調(diào)控葉片和花的發(fā)育淘钟，特別是葉片形態(tài)建成。正常的葉片形態(tài)形成需要tasiRNA介導(dǎo)的ARF3和ARF4調(diào)控;它穩(wěn)定了擬南芥陪毡、番茄和煙草的遠(yuǎn)軸器官的同一性米母。當(dāng)tasiARFs不能累積時(shí)，在番茄中毡琉，ARF3和/或ARF4的錯(cuò)誤表達(dá)會(huì)導(dǎo)致以物種特定的方式形成針狀葉子铁瞒，同時(shí)降低ARF3和ARF4的活性以挽救針狀葉片。AGO7突變植物的集合桅滋，它是miR390活性的必需Argonaute伴侶慧耍，包括擬南芥，玉米丐谋，番茄蜂绎，紫花苜蓿和猴花，顯示出嚴(yán)重的葉和花缺陷笋鄙，例如番茄中的紫葉，淺葉和細(xì)長(zhǎng)葉以及 紫花苜蓿器官異常的花朵怪瓶。SlARF2在番茄中過表達(dá)導(dǎo)致了多種形態(tài)和發(fā)育表型萧落，如側(cè)根形成增加和花器官衰老。
總而言之洗贰，這三個(gè)miRNA-（tasiRNA）-ARF調(diào)節(jié)模塊傾向于具有不同的主要功能找岖，即，miR160-ARF10 / 16/17模塊對(duì)于葉片和果實(shí)的發(fā)育很重要敛滋，miR167-ARF6 / 8對(duì)花和果實(shí)至關(guān)重要许布，以及miR390-TAS3-ARF2 / 3/4的葉子和花朵（圖6）。 另一方面绎晃，這三個(gè)模塊相互纏繞以具有共同的功能蜜唾。 例如，它們都在根發(fā)育中起作用庶艾； AtARF6 / 8（以miR167為靶標(biāo)）和AtARF17（以miR160為靶標(biāo)）控制擬南芥中的不定根袁余。miR390通過抑制ARF4的表達(dá)來調(diào)節(jié)側(cè)根伸長(zhǎng)，從而允許新興的側(cè)根向外生長(zhǎng)咱揍。生長(zhǎng)素是一種在園藝行業(yè)幾乎所有方面都廣泛使用的化學(xué)物質(zhì)颖榜。 miR160，miR167和miR390包含三個(gè)主要的調(diào)節(jié)中心，為植物生長(zhǎng)素信號(hào)傳導(dǎo)途徑增添了更多可塑性掩完。 正確理解這些樞紐的作用對(duì)于在植物中更有效地應(yīng)用生長(zhǎng)素具有重要意義噪漾。 除生長(zhǎng)素外，miRNA還參與幾乎所有其他植物激素的代謝或信號(hào)傳導(dǎo)且蓬，包括乙烯欣硼，赤霉素，細(xì)胞分裂素和脫落酸（參見參考文獻(xiàn)）缅疟。 但是到目前為止分别，有關(guān)園藝植物中miRNA參與的植物激素穩(wěn)態(tài)的研究很少。
miRNA抗病性miRNA也已被證明在許多其他方面起著至關(guān)重要的作用存淫，尤其是應(yīng)激反應(yīng)耘斩。miRNA已被證明直接參與了抗病(R)基因的調(diào)控。其中包括miR482/2118超級(jí)家族桅咆，是大量的NB-LRR靶基因括授。在被病毒或細(xì)菌感染的番茄中，miR482的表達(dá)被抑制岩饼，而其抗病的部分NBS-LRR靶基因表達(dá)上調(diào)荚虚。miR482 / 2118長(zhǎng)22 nt，已被證明可從其靶向的NB-LRR基因觸發(fā)21 nt phasiRNA的產(chǎn)生籍茧。 miR482家族的成員在感染了真菌病原菌黃萎病菌的棉花幼苗中下調(diào)版述； 它們誘導(dǎo)棉花中特定NBS-LRR基因的表達(dá)，這意味著在真菌病原體感染后寞冯，miR482介導(dǎo)的NBSLRR基因沉默在棉花中釋放渴析，從而激活疾病防御系統(tǒng)。miR482/2118靶向的NB-LRR基因是產(chǎn)生大量phasiRNAs的最大基因家族之一吮龄，對(duì)于這些二級(jí)phasiRNAs的作用仍缺乏清晰的認(rèn)識(shí)俭茧。一種可能是phasiRNAs在正常情況下維持低水平的NB-LRR基因表達(dá)，但是沒有致病脅迫漓帚。miR528和miR398也參與對(duì)病毒或其他生物脅迫的抵抗母债。它們針對(duì)的是一組氧化酶，包括漆酶尝抖、抗壞血酸氧化酶毡们、超氧化物歧化酶，這些酶通過調(diào)節(jié)活性氧的水平來促進(jìn)植物的防御昧辽。
在園藝植物中重要的譜系或種特異性miRNA或phasiRNA途徑
越來越多的研究表明漏隐，某些植物譜系中限制的一些miRNA在各種生物過程中也起著至關(guān)重要的作用。 Xia等人鑒定了兩個(gè)miRNA簇奴迅，它們調(diào)節(jié)了林地草莓（二倍體）中的大量F-box（FBX）基因青责，其中一個(gè)miRNA能夠觸發(fā)隨后的phasiRNA產(chǎn)生挺据，從而增強(qiáng)FBX基因的沉默。? 該miRNA-FBX-phasiRNA電路靶向一系列可能參與調(diào)節(jié)不同生物事件（包括抗病性和果實(shí)發(fā)育）的基因脖隶。 在草莓中的另一種特定的miRNA（八倍體）靶向ABI5（ABA不敏感5）基因扁耐，該基因編碼ABA信號(hào)傳導(dǎo)途徑中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。 該調(diào)控可能與果實(shí)成熟和對(duì)環(huán)境壓力的反應(yīng)有關(guān)产阱。 最近婉称，一項(xiàng)關(guān)于柑橘的研究報(bào)告稱，22-nt miR3954靶向NAC轉(zhuǎn)錄本和兩個(gè)柑橘特異的非編碼轉(zhuǎn)錄本构蹬，以觸發(fā)phasiRNA的生物發(fā)生王暗，這可能與誘導(dǎo)柑橘早開花有關(guān)。在荔枝（系統(tǒng)發(fā)育接近柑橘的植物）中也發(fā)現(xiàn)了這種調(diào)節(jié)途徑庄敛，暗示miR3954-NAC / lncRNA-phasiRNA可能是與開花誘導(dǎo)有關(guān)的譜系限制途徑俗壹。 譜系或物種特異性miRNA代表植物中的一大類sRNA。 盡管它們的功能不像保守的miRNA那樣重要或廣泛藻烤，但認(rèn)為它們與某些譜系或物種的特定特征的發(fā)展有關(guān)绷雏，例如園藝植物的獨(dú)特性狀。
其他關(guān)于園藝植物中sRNAs的有趣研究
除了miRNA和phasiRNAs怖亭，其他sRNAs也被報(bào)道對(duì)園藝植物的表型多樣性有貢獻(xiàn)涎显。柿子(Diospyros lotus)是一種雌雄異株植物(XY)，在研究中發(fā)現(xiàn)了一種Y特異性性別決定因子(OGI)兴猩，它產(chǎn)生一種針對(duì)常染色體MeGI基因的sRNA期吓，編碼一種同源域轉(zhuǎn)錄因子，以劑量依賴的方式調(diào)控花藥生育. 另一項(xiàng)調(diào)查金魚草花色類型形成的研究發(fā)現(xiàn)倾芝，一種產(chǎn)生sRNAs的反向復(fù)制抑制色素生物合成基因讨勤，是引起種群花色類型差異的原因;反向復(fù)制正在選擇中，很可能是miRNA進(jìn)化途徑上的中間體蛀醉。這兩項(xiàng)不同尋常的研究中發(fā)現(xiàn)的這些sRNAs并不屬于miRNA或phasiRNA，也不屬于其他眾所周知的sRNA類別衅码，這表明sRNA在植物中的數(shù)量及其功能可能比我們現(xiàn)在所了解的要復(fù)雜得多拯刁。
結(jié)論
在過去的一年半,第二代測(cè)序技術(shù)的迅速發(fā)展,空前刺激了sRNA植物的研究進(jìn)展,特別是園藝作物,因?yàn)樗麄冎械脑S多(如蘋果、桃子等)不能滿足由于生長(zhǎng)不成熟和復(fù)雜性遺傳基因分析逝段。很明顯垛玻，園藝作物與其他植物共享保守的miRNA和phasiRNA途徑，它們也進(jìn)化了它們的世系或物種特有的miRNA/phasiRNA途徑奶躯，這在其他園藝植物中都沒有發(fā)現(xiàn)帚桩。保守miRNA/phasiRNAs通常在健康生長(zhǎng)和正常發(fā)育的重要過程中發(fā)揮基本作用，例如花期規(guī)劃嘹黔、果實(shí)發(fā)育和抗病性账嚎。血系或物種特異性miRNA/phasiRNAs對(duì)研究人員也具有生物學(xué)意義莫瞬，因?yàn)樗鼈兛赡苜x予或調(diào)節(jié)其他植物或作物缺乏或未進(jìn)化的特性。因此郭蕉，闡述某些miRNA/phasiRNAs調(diào)控與特定性狀表達(dá)之間的關(guān)系疼邀，將為實(shí)際育種提供寶貴的信息。雖然在園藝作物中sRNA的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展召锈，但這種進(jìn)展還局限于少數(shù)種類旁振，而在許多其他園藝作物中還沒有實(shí)現(xiàn)。因此涨岁，有必要對(duì)sRNAs進(jìn)行持續(xù)的分析拐袜，發(fā)現(xiàn)新的miRNA并利用基于計(jì)算的方法闡明其調(diào)控途徑。理想情況下梢薪，這些被識(shí)別的miRNAs需要通過使用RNAi或CRISPR進(jìn)行下調(diào)和使用生態(tài)局部表達(dá)方法進(jìn)行上調(diào)來在寄主植物中進(jìn)行功能驗(yàn)證蹬铺。不幸的是，在許多園藝植物中進(jìn)行這樣的分析仍然具有挑戰(zhàn)性沮尿，因?yàn)槿狈σ粋€(gè)有效的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)丛塌。簡(jiǎn)而言之，在過去的十年中畜疾，我們剛剛打開了一扇門赴邻，對(duì)園藝作物中的sRNAs有了一點(diǎn)認(rèn)識(shí);未來需要進(jìn)一步的研究，包括詳盡的生物信息學(xué)數(shù)據(jù)挖掘和深入的功能解碼啡捶，以揭示它們更完整的面貌姥敛。
又是隔了好久，很顯然當(dāng)初我所想的日更是不現(xiàn)實(shí)的瞎暑，我是想發(fā)一篇頂刊的彤敛，我覺得只要努力就不太遙遠(yuǎn)，不能總是我覺得了赌，只是參考文獻(xiàn)就接近100個(gè)墨榄，那么餓是不是就以為這，我至少在看100篇文獻(xiàn)之后才能發(fā)頂刊勿她。一天一篇袄秩，100篇也就一個(gè)學(xué)期了。文獻(xiàn)閱讀速度慢再次成為攔路虎逢并，我這種全篇翻譯的辦法究竟可行不可行之剧？我從躊躇滿志再次迷茫起來，不過話又說回來砍聊，反正文獻(xiàn)不管怎樣都是要讀的背稼，開卷有益嘛。這篇是師兄18年發(fā)的綜述類論文玻蝌，在前面部分關(guān)于合成機(jī)制我是有所了解的蟹肘，因?yàn)槲铱催^那個(gè)plant small RNA词疼，里面有所涉及，相比較來說師兄的文章更加細(xì)致疆前，也更加貼近實(shí)驗(yàn)內(nèi)容寒跳。
我最近挺迷茫的，人在面臨抉擇的時(shí)候總是迷茫的竹椒，不知道是對(duì)是錯(cuò)童太。雖然在家比較經(jīng)常在學(xué)習(xí)，我是控制不住我的大腦的胸完，總想一些有的沒得书释，一直在不厭其煩的規(guī)劃著我的未來，還是努力吧赊窥，所有的規(guī)劃都需要實(shí)踐爆惧，我現(xiàn)在挺需要一點(diǎn)我導(dǎo)的雞湯的，能再次給我注入一點(diǎn)動(dòng)力锨能，不過我還是不好意思拿著碗去討要扯再，自我恢復(fù)吧，自我恢復(fù)會(huì)讓我變得更堅(jiān)強(qiáng)址遇，過程緩慢一點(diǎn)熄阻，煎熬一點(diǎn)，菱角才能夠被磨平倔约，變得圓滑秃殉，變得如魚得水。
