生殖phasiRNAs是一类特异在生殖组织（如发育中的花药）中表达的小分子RNA，它们广泛存在于单子叶和双子叶植物中，对雄性生殖发育十分重要。根据它们在花药中积累的主要时期和长度，主要分为两类：21-nt phasiRNAs（主要在花药细胞减数分裂前积累）和24-nt phasiRNAs（主要在花药细胞减数分裂期间产生）。前期研究表明，在单子叶植物中，这两类 phasiRNAs的产生一般遵循保守的规则：21-nt phasiRNAs主要由miR2118靶向的大量非编码前体基因（21-PHAS）产生，负责减数分裂前花药的转录组重新编程；而24-nt phasiRNAs则由miR2275靶向的非编码基因（24-PHAS）产生。但随着研究的深入，发现在双子叶植物中，不同的miRNAs似乎被进化成为诱导21-nt phasiRNA（减数分裂前期）产生的triggers，而24-nt phsiRNAs（减数分裂期）的产生也可以由miR2275以外的miRNAs触发。这表明双子叶植物中miRNA triggers的多样性以及生殖phsiRNAs的产生具有高度的可塑性。
近日，华南农业大学园艺学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室夏瑞团队在Plant Biotechnology Journal上在线发表了题为Biogenesis of Reproductive PhasiRNAs: Exceptions to the Rules的研究论文，该研究通过对上百种植物进行大规模的PHAS分析，发现生殖phasiRNAs具有常规以外的异常产生模式。
图1 A-C
目前为止，miR2275被认为是触发非编码PHAS基因位点产生24-nt生殖phasiRNAs的主要trigger。miR2275靶向大量在减数分裂花药中优先表达的非编码RNA（PHAS前体），并刺激24-nt phasiRNAs的产生（图1A）。然而，作者在荔枝中发现一个例外情况：miR2275被发现靶向一个蛋白质编码基因，并触发大量21-nt phasiRNAs的产生（图1B）。而在水稻中（图1C），miR167靶向ARF6基因（LOC_Os02g06910），在非生殖组织中（如叶片）触发产生大量的21-nt phasiRNAs；而在生殖组织花药中，则引起产生24-nt的phasiRNAs。这些特例表明，生殖phasiRNAs可以从蛋白质编码基因产生，并且相同的PHAS基因/位点可以被相同的miRNA trigger触发产生两种不同类型的phasiRNAs。同时，在野生草莓中，miR11308在同一组织中，从一些PHAS基因位点上可以同时触发产生21-nt和24-nt的phasiRNAs（图1D）。以上这些发现表明植物中生殖phasiRNAs的生物合成过程具有比我们已知的更大的灵活性，拓宽了我们对生殖phasiRNAs生物发生的理解，有助于将phasiRNA途径开发成有效的生物技术工具引入到植物基因的人工沉默技术中。
图1 D
本论文以华南农业大学为第一完成单位，华南农业大学园艺学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室夏瑞教授为通讯作者，博士生郑家坤为论文第一作者，陈程杰副教授、硕士研究生李冠良、硕士研究生陈佩柯和刘元龙副教授参与了论文的设计、分析和讨论。该研究得到了国家自然科学基金（32072547）和广东省特支计划（2019TX05N193）的资助。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13953
