植物phasiRNA（phased，secondary，small interfering RNA）是由一些22nt miRNA誘導(dǎo)，依賴RDR6，最終由特定DCL蛋白對雙鏈RNA連續(xù)切割形成具有相位分布的次級小RNA。禾本科植物生殖發(fā)育階段的花藥中大量表達(dá)21nt和24nt的phasiRNA，分別由miR2118和miR2275誘導(dǎo)。phasiRNA合成通路關(guān)鍵基因的突變均影響水稻花粉育性，研究發(fā)現(xiàn)，與兩系法雜交水稻密切相關(guān)的光敏不育位點pms1和pms3也是phasiRNA的產(chǎn)生位點，這說明這些小RNA在水稻生殖發(fā)育過程中發(fā)揮了重要作用。然而，學(xué)界尚不清楚這些phasiRNA的作用方式、靶位點和產(chǎn)生位點的進(jìn)化規(guī)律。
中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員陳明生課題組長期從事稻屬的比較基因組學(xué)研究。近期，研究人員通過比較分析五個具有代表性的稻屬物種中的phasiRNA位點（PHAS），結(jié)合高通量的小RNA和降解組測序分析，發(fā)現(xiàn)了大量新的PHAS位點，其中大部分來自非編碼的基因間區(qū)。研究指出，局部區(qū)域的串聯(lián)重復(fù)是PHAS位點在基因組中擴張的主要方式，并造成其成簇分布；PHAS位點的序列在物種間快速分化，序列不保守，僅在miR2118或miR2275的識別位點受到強的選擇，PHAS的分布位置在近緣物種間相對保守。此外，具有5‘尿苷（U）的21nt-phasiRNA傾向于在PHAS前體處介導(dǎo)順式切割，這些切割位點在近緣物種中也發(fā)生了顯著變化。miR2118可在其自身的天然反義轉(zhuǎn)錄本中誘導(dǎo)產(chǎn)生phasiRNA，并且產(chǎn)生的這部分phasiRNA具有反向調(diào)節(jié)miR2118前體的潛在作用。根據(jù)上述結(jié)果，研究人員推測，這些生殖相關(guān)的phasiRNA的起始合成過程相對保守，而phasiRNA產(chǎn)物在物種間迅速分化，缺乏保守的作用位點，phasiRNA的產(chǎn)生過程受到多種反饋調(diào)節(jié)機制的交互作用。
相關(guān)研究成果在線發(fā)表在New Phytologist上。陳明生課題組已畢業(yè)博士田鵬為論文第一作者。陳明生和美國唐納德丹弗斯植物科學(xué)中心教授Blake C. Meyers為論文的共同通訊作者。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、植物基因組學(xué)國家重點實驗室的支持。
（A）PHAS序列在物種間快速分化，位置相對保守；（B）miR2118在其天然反義轉(zhuǎn)錄本誘導(dǎo)產(chǎn)生phasiRNA
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