中文名: 番茄果实成熟过程中环状RNA及其靶标基因的识别
英文名: Identification of circular RNAs and their targets during tomato fruit ripening pathway in tomato
杂志：Postharvest Biology and Technology，2018，JCR园艺学1区
影响因子：3.24

研究目的
CircRNA-seq识别果实成熟过程中的circRNA，并对其基因调控网络进行生物信息学分析
材料方法
供试番茄品种为‘Ailsa Craig’，以绿熟期和红熟期的果实作为材料
测序方法及数据量
百迈客Illumina Hiseq 2000平台，去核糖体去线性RNA后建库测序，绿熟期数据量6Gb，红熟期数据量9Gb。

研究结果
① 番茄果实成熟过程中circRNA的鉴定和特征分析
通过circRNA-Seq完成番茄绿熟期和红熟期果实中circRNA的鉴定和基本特征分析。在两个样品中，共检测到705个表达的circRNA，其中237个仅在绿熟期果实中表达，118个仅在红熟期果实中表达。在705个circRNA中，有534（75.74%）、147（20.85%）和24（3.40%）个分别起源于外显子、内含子和基因间隔区。此外，1号染色体产生的circRNA数目最多，其次是7号和11号染色体，并且产生的大部分circRNA的长度小于2kb。可变剪切分析识别到136个源于56个独立的染色体位点的可变反向环化剪切事件，其中39个源于外显子区域，16个源于基因间隔区，1个源于内含子区域。

图1 circRNA基本特征分析

(A)：共表达和特异表达分析；(B)：来源分析；(C)：染色体分布分析；(D)：长度分析；(E)：可变剪切分析。

② 差异表达circRNA注释和功能富集
在705个检测到的circRNA中，340个在绿熟期和红熟期果实中差异表达，其中221个上调表达，119个下调表达。GO分析的结果表明，这些亲本基因主要可以富集到3个主要的GO条目中，包括23个生物学过程，13个细胞组分，和12个分子功能。其中，和果实成熟相关的GO条目，包括细胞壁单元组织和生物合成（GO:0071554）、激酶活性（GO:0016301）、磷酸转移酶活性（GO:0016773）以及信号转导活性（GO:0004871）等均显著富集，表明这些circRNA可能参与番茄果实成熟的调控。

图2 circRNAs表达分析和Gene Ontology（GO）功能注释

（A）：circRNAs表达模式分析。红色、蓝色和黑色的点分别代表上调、下调和正常表达的circRNAs；
（B）：基于亲本基因对circRNAs进行Gene Ontology（GO）功能注释。以biological process，molecular function和cellular component对GO terms进行大类划分；
（C）：番茄果实成熟过程中circRNA显著富集的GO terms.

③circRNA作为miRNA海绵体调控基因转录
为了进一步揭示circRNA在果实成熟中的作用，我们对circRNA靶向的miRNA以及miRNA的靶标mRNA进行了预测。结果发现其中20个circRNA上含有7个miRNA结合位点，同时鉴定出94个miRNA的靶标mRNA。通过对鉴定到的94个靶标mRNA进行GO富集和KEGG分析，总结出circRNA可能通过调节代谢过程、激素平衡以及光合相关的通路来调控番茄果实成熟。此外，circRNA还可能通过参与转录调控，主要是通过调节包括ERF、SBP、MYB等果实成熟相关的转录因子，来调节番茄果实的成熟。

图3 差异表达circRNA通过miRNA调控mRNA的网络预测

圆形、菱形和矩形分别代表circRNAs、miRNAs和mRNAs；红色和绿色圆环分别代表上调和下调cicrRNA。

图4 差异表达circRNAs调控果实成熟的可能机制

参考文献

Yin J, Liu M, Ma D, et al. Identification of circular RNAs and their targets during tomato fruit ripening. Postharvest Biology and Technology, DOI: 10.1016/j.postharvbio.2018.10.013.( https://authors.elsevier.com/c/1V-~83IS6-Jtxh)

中文名：冷害刺激下番茄中circRNA的作用分析
英文名：Deciphering the roles of circRNAs on chilling injury in tomato
杂志：Biochemical and Biophysical Research Communications，2016
影响因子：2.371

研究背景

circRNA（环状RNA）能够调控miRNA功能和基因转录，近期通过高通量测序技术在动植物当中发现了大量的circRNA。然而，番茄果实中的circRNA研究地还很少。番茄是一种常见的茄科蔬菜，对冷害特别敏感。为了深入理解circRNA在冷害刺激下的作用，这篇文章用高通量测序技术研究了番茄果实中的cricRNA。

实验设计

实验材料：绿熟期番茄果实分为两个组：
对照组置于10℃冰箱72小时；
冷害组置于0℃冰箱72小时；
取中果皮组织液氮速冻，混样，用于提取RNA；
共2个样品，无生物学重复。
测序方法：去线性建库，Illumina HiSeq 2500，PE125。数据量每个样品约5G。

技术路线：

研究结果

一.番茄中circRNA的鉴定

1.circRNA数量统计

2.染色体来源分析发现，1号染色体产生的circRNA最多。

3.为进一步了解番茄circRNA的功能，文章分析了circRNA靶向基因，共发现了862个靶向基因，并对这些基因进行了GO分析。表明这些基因参与了多种生理过程，如氧化还原反应、细胞壁降解、脂质过氧化反应、茉莉酸代谢和脱落酸代谢等。

二、circRNA作为miRNA的海绵调控miRNA功能

1、对circRNA的靶向miRNA分析，发现102个circRNA共能够靶向24个miRNA。这些靶向的miRNA调控的基因参与了氧化还原反应、细胞壁降解、热激蛋白等生理过程，说明circRNA能够作为miRNA的海绵调控miRNA功能。

部分miRNA列表

2、在854个circRNA中，有163个存在明显表达差异。与对照组相比，冷害组中有138个上调的circRNA，25个下调的circRNA。

文章亮点

1.circRNA靶向基因分析表明circRNA可能通过调节靶向基因应对冷害刺激；
2.circRNA还可以作为miRNA的吸附海绵调控miRNA的功能；
3.文章还比较了冷害刺激下番茄果实circRNA的表达差异，有163个存在明显表达差异，说明番茄果实的circRNA受冷害胁迫调节；