甘肅農業大學：光刺激下miRNA對土豆次級代謝的影響如何

光是影響土豆代謝途徑和刺激其產生次生代謝物的一個重大的環境因素。光誘導馬鈴薯引發的代謝途徑和生理功能的自適應改變，在一定程度上反應了基因表達的變化。土豆轉錄水平上的次生代謝途徑一直得到廣泛的研究，但microRNA（miRNA）轉錄后調控機制研究卻少之又少。

甘肅農業大學張金文課題組，運用miRNA測序、降解組測序技術，研究土豆葉片和塊莖經紅光照射12、24、48h后，miRNA及靶基因表達情況，并通過實時定量RT-PCR技術，探究miRNA在次生代謝中的調控作用。小RNA文庫結果表示，葉片中共發現有31個差異表達miRNA，塊莖中有48個差異表達miRNA。紅光刺激下，土豆葉片中有1353個基因上調表達，1595個基因下調表達；塊莖中有1841個基因上調表達，897個基因下調表達。富集分析顯示，土豆葉片和塊莖中，與MVA通路、生物堿類、苯基丙烷、黃酮類化合物和類胡蘿卜素代謝相關的基因顯著上調表達，而與CHO新陳代謝相關的基因表達受到抑制。miRNA及其靶基因研究結果顯示，光響應miRNA在生物堿代謝，UMP salvage，脂類的生物合成和纖維素分解代謝中發揮重要的調控作用。此外，一些miRNA可能通過茉莉酸信號傳導途徑，尿苷二磷酸葡糖生物合成和羥基化反應，參與糖苷生物堿代謝調控。

圖 光刺激下馬鈴薯葉和塊莖中的初級和次級代謝途徑

這項研究提供了土豆應對光刺激的較全面的miRNA及其靶基因表達譜。結果表明，miRNA在次生代謝途徑，尤其是在糖苷生物堿的生物合成中可能發揮重要的作用。