玉米花粉中响应高温胁迫circRNA的筛选及其功能初探
李川
张盼盼
张美微
郭涵潇
穆蔚林
牛军
乔江方
河南省农业科学院 粮食作物研究所,河南 郑州 450002
摘要：以高耐热性玉米品种郑单958、低耐热性玉米品种先玉335为试验材料,以正常生长条件为对照(CK),利用半自动伸缩高温棚进行花期高温胁迫(HT)处理,通过circRNA高通量测序筛选高温胁迫下不同玉米品种花粉中差异表达的环状RNA(circRNA),对其来源基因进行GO和KEGG富集分析,并筛选具有miRNA结合位点的差异表达circRNA,预测其下游目的基因,分析玉米花粉中响应高温胁迫的潜在circRNA-miRNA-mRNA共表达调控网络,从多层面解析玉米花粉中调控高温胁迫的分子作用机制,为提高玉米品种的耐热性提供理论依据.结果表明,在郑单958、先玉335不同样本中共鉴定出1843个不同的circRNA,它们在玉米染色体中的分布不同.每个circRNA所包含的外显子数目也不相同,其中,大多数(624个)circRNA只含有1个外显子.在郑单958花粉中共鉴定出1 563个circRNA,其中,CK958-1、CK958-2、CK958-3中分别鉴定出305、213、356个circRNA,HT958-1、HT958-2、HT958-3中分别鉴定出222、242、225个circRNA.在先玉335花粉中共鉴定出1 423个circRNA,其中,CK335-1、CK335-2、CK335-3中分别鉴定出272、188、229个circRNA,HT335-1、HT335-2、HT335-3中分别鉴定出259、237、238个circRNA.不同样本中占比最高的均为外显子circRNA.circRNA与其来源基因不是一一对应的关系,有748个circRNA来源基因通过反向剪接机制只形成1个circRNA,156个circRNA来源基因通过反向剪接机制各自形成2个circRNA.在郑单958高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT958 vs CK958)中共筛选到9个差异表达circRNA,其中2个circRNA呈上调表达,其来源基因显著富集到焦磷酸酶活性、核苷酸磷酸代谢过程、糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定代谢过程等17个GO条目,显著富集到GPI锚定生物合成、代谢途径等KEGG通路.在先玉 335高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT335 vs CK335)中共筛选到1个差异表达circRNA,其来源基因没有显著富集到任何GO条目、KEGG通路.在郑单958高温胁迫花粉与先玉335高温胁迫花粉对比组(HT958 vs HT335)中共筛选到17个差异表达circRNA,其中6个circRNA呈上调表达,其来源基因显著富集到内质网系统、高尔基相关囊泡膜、膜蛋白水解等16个GO条目中,没有显著富集到任何KEGG代谢通路.5个circRNA具有miRNA结合位点,可以作为海绵岛吸附miRNA间接调控下游靶标基因的表达,构建了包括5个circRNA、5个不同家族miRNA、2个mRNA在内的circRNA-miRNA-mRNA共表达调控网络.筛选到了54个circRNA包含内部核糖体进入位点(IRES),可以翻译表达多肽或者蛋白质直接作用于靶标基因.
关键词：玉米花粉高温胁迫环状RNAcircRNA来源基因筛选功能初探
分类号：S513(禾谷类作物)
资助基金：河南省科技攻关计划项目(252102110171)河南省农业科学院自主创新项目(2025ZC20)国家重点研发计划(2021YFD1200703-6)河南省玉米产业技术体系建设项目(HARS-22-02-G2)河南省农业科学院科技创新团队项目(2024TD31)
论文发表日期：2026-01-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 26-39 )
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