植物phasiRNA（phased，secondary，small in?terfering RNA）是由一些22nt miRNA 誘導(dǎo)，依賴RDR6，最終由特定DCL 蛋白對(duì)雙鏈RNA 連續(xù)切割形成具有相位分布的次級(jí)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(diǎn)pms1 和pms3 也是phasiRNA的產(chǎn)生位點(diǎn)，這說(shuō)明這些小RNA在水稻生殖發(fā)育過(guò)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(diǎn)和產(chǎn)生位點(diǎn)的進(jìn)化規(guī)律。

中國(guó)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(zhǎng)期從事稻屬的比較基因組學(xué)研究。近期，研究人員通過(guò)比較分析五個(gè)具有代表性的稻屬物種中的phasiRNA 位點(diǎn)（PHAS），結(jié)合高通量的小RNA和降解組測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)了大量新的PHAS 位點(diǎn)，其中大部分來(lái)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(diǎn)在基因組中擴(kuò)張的主要方式，并造成其成簇分布；PHAS 位點(diǎn)的序列在物種間快速分化，序列不保守，僅在miR2118或miR2275的識(shí)別位點(diǎn)受到強(qiáng)的選擇，PHAS 的分布位置在近緣物種間相對(duì)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(diǎn)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phasiR?NA 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(cè)，這些生殖相關(guān)的pha?siRNA的起始合成過(guò)程相對(duì)保守，而phasiRNA產(chǎn)物在物種間迅速分化，缺乏保守的作用位點(diǎn)，pha?siRNA的產(chǎn)生過(guò)程受到多種反饋調(diào)節(jié)機(jī)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(guó)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(guó)家自然科學(xué)基金、植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。