英文題目：CircRNA Expression Pattern and ceRNA and miRNA–mRNA Networks Involved in Anther Development in the CMS Line of Brassica campestris
發(fā)表期刊：International Journal of Molecular Sciences
影響因子：5.923
研究背景
在以往的研究中，CircRNA作為內源非編碼RNA的一員，被認為具有miRNA海綿和競爭性內源RNA（ceRNA）功能。關于CircRNA在雄性不育和花藥發(fā)育中研究較少，因此作者在油菜中構建了細胞質雄性不育系（CMS），對不育系和可育系花蕾進行全轉錄組測序，揭示了油菜花藥發(fā)育中新的circRNA–miRNA–mRNA調控網絡，為進一步研究CircRNA和miRNA在花藥發(fā)育中的功能提供了一定的基礎。
研究方法
材料：選取不育系Bcpol97-05A和保持系Bajh97-01B，開花后采樣，3個生物學重復
方法：構建lncRNA、sRNA兩個文庫，完成測序
平臺：北京百邁客生物科技有限公司illumina測序平臺進行測序，使用百邁客云平臺進行相關的生物信息學分析
結果分析
1. circRNA鑒定
使用了find_circ進行了circRNA鑒定，在不育系和可育系中總共鑒定到了1443個circRNA，其中可育系鑒定到了879個，不育系鑒定到了685，有121個是共同的。大多數circrNA位于10條染色體上（見下圖）?；赾ircRNA的基因組分布進行了分類，其中外顯子circRNA有911個，內含子circRNAyou 182個，間區(qū)有350個。對circRNA長度分布統計發(fā)現，長度在200bp到400bp的最多。
2. 不育系相對于可育系的差異分析
差異分析時，閾值使用了差異倍數（FC）≥2和FDR≤0.05，其中差異circRNA、差異miRNA和差異基因分別為31、47和4779個，對差異基因進行KEGG分析發(fā)現主要富集在“淀粉和蔗糖代謝”、“苯丙烷生物合成”、“戊糖和葡萄糖醛酸相互轉化”和“植物激素信號轉導”等途徑。通過GO分析發(fā)現差異基因主要是涉及花粉管發(fā)育相關的功能。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? KEGG分類注釋結果
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? GO分類注釋結果
為進一步驗證RNA-seq的結果，作者隨機挑選了5個circRNA、8個miRNA和8個基因進行了qRT-PCR驗證，發(fā)現與RNA-seq結果一致。
3.?差異miRNA-和差異基因的調控網絡構建
作者使用了TargetFinder來預測miRNA的靶基因，結合差異分析的結果最終得到170對miRNA和基因的調控關系，包含了18個miRNA和37個基因。對這些基因進行GO富集分析，發(fā)現主要是細胞過程、代謝過程等功能。對構建的網絡進行研究發(fā)現miRNA所調控的基因主要是涉及糖代謝、脂質代謝、花粉管生長等，同時也發(fā)現這些miRNA與植物激素相關，比如bra-miR9556-5p可能通過靶向Bra008715來參與水楊酸介導的信號通路和油菜素類固醇生物合成過程途徑。
4.?構建差異circRNA、差異基因、差異miRNA等3者的調控網絡
為了進一步挖掘和花藥發(fā)育相關的ceRNA調控關系以及相關的circRNA，作者利用miRNA靶向基因、circRNA的關系分析了ceRNA，再結合差異分析的結果構建了調控網絡。調控網絡包含1個circRNA、2個miRNA和5個基因（見下圖），其中2個miRNA表達水平也與其靶基因和靶circRNA呈現負相關。
小結
研究人員對油菜細胞質雄性不育系進行了全轉錄組測序，鑒定出一些與花藥發(fā)育相關的基因、circRNA和miRNA，利用Cytoscape構建mirna介導的調控網絡和ceRNA網絡,重構了這些RNAs之間的調控關系，并對于關鍵的子網絡相關基因進行了功能注釋分析，挖掘出調控的關鍵功能通路，加深了對花藥發(fā)育及雄性不育的理解。
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