手机网站
手机网站
水稻驯化中长链非编码核糖核酸进化模型图
由农业科学部提供，对于植物和动物的脱氧核糖核酸，只有不到5%能翻译成用于生命活动的蛋白质然而，在大多数脱氧核糖核酸被转录成核糖核酸后，翻译就不会继续了。这些非编码核糖核酸曾经被认为是转录中的“噪音”和“暗物质”，甚至有些人认为它是“垃圾脱氧核糖核酸”在过去的十年里，随着探索未知技术的进步，人们才开始理解这些所谓“垃圾脱氧核糖核酸”的重要性。
近日，中国农业科学院作物科学研究所(以下简称中国农业科学院作物科学研究所)的研究人员、水稻优良种质资源探索与创新利用团队等组成。通过全基因组分析在水稻及其相关野生物种的基因组中标注了“垃圾脱氧核糖核酸”。结果表明，一些被称为“垃圾脱氧核糖核酸”的变异与水稻淀粉含量和籽粒大小等重要农艺性状的多样性有关其研究结果发表在《科学进步》杂志上“垃圾脱氧核糖核酸”绝不是垃圾。分子生物学的中心原理描述了遗传信息的传递方向，即脱氧核糖核酸转录产生基因，基因利用携带的遗传信息来指导蛋白质合成中心法则认为蛋白质是生命活动的主要载体。
随着大量生物基因组测序的完成，科学家发现大多数生物基因组中90%以上的脱氧核糖核酸不编码任何蛋白质，因此将其分类为垃圾
科学家后来发现，人类中编码蛋白质的基因数量几乎与蠕虫相同，因此人类和其他生物之间的差异不能仅仅用编码区域的脱氧核糖核酸差异来解释。
和所谓的“垃圾脱氧核糖核酸”是唯一随着生物复杂性的增加而数量增加的基因组区域同时，科学家发现“垃圾脱氧核糖核酸”对人体的影响已经渗透到基因调控网络的各个方面，从罕见的遗传病到唐氏综合征，从普通病毒感染到衰老过程等。，都离不开它对这些非编码基因的研究标志着基因功能研究新一轮创新的到来。
该论文的第一作者、农业科学院作物研究所的副研究员郑小明说，已经有许多关于非编码的脱氧核糖核酸对动物身体的影响的研究，但对其在植物中的作用知之甚少。
”在水稻基因组中，约有3000个影响水稻形态性状的克隆基因座，99%以上的基因座是蛋白质编码区然而，在全基因组关联分析的帮助下，我们发现大多数与水稻形态和性状多样性相关的变异集中在非编码区。”郑小明告诉中国科学
“尽管科学家们对作物驯化进行了近20年的基因组学研究，但我们不知道大多数作物在驯化过程中形态变化的遗传基础”肯尼特姆说。奥尔森，该论文的另一位作者，美国华盛顿大学圣路易斯教授
是一种强大的非编码脱氧核糖核酸
，由于非编码脱氧核糖核酸区域在组织中的低表达和保守性差，以及探索其功能的手段相对落后，一直落后于编码区域脱氧核糖核酸的研究。
”随着基因组测序技术的发展，我们可以利用核糖体核糖核酸测序的方法，更准确、更广泛地获得组织中表达的脱氧核糖核酸区域。郑小明说，“从野生稻到现在食用的水稻，只有经过一万多年的人工驯化和改良，它的株型、穗型、粒型和种皮颜色都发生了巨大的变化。”在这一过程中，积累的突变和重组次数较少，因此噪音较小，水稻及其相关野生种适合于非编码的脱氧核糖核酸研究系统。“
她的团队致力于水稻及其相关野生种质资源的收集和研究，长期以来积累了丰富的水稻及其相关野生种质的研究资料。
他们首先测序了水稻及其相关野生种的全链特异性转录组，并鉴定了3363个长链非编码核糖核酸结合多基因组学的深入分析表明，下调的长链非编码核糖核酸是人工选择的，与固碳和碳水化合物代谢有关。
研究人员通过转基因实验和群体遗传分析进一步证实，长链非编码核糖核酸表达水平的差异直接导致水稻驯化过程中几个籽粒性状的变异。
”这是首次从全基因组水平深入研究水稻及其祖先种长链非编码核糖核酸的结构、表达模式、分子机制和进化历史，揭示了长链非编码核糖核酸调控水稻重要农艺性状变异的分子机制，为水稻农艺性状变异的研究提供了新思路，为水稻全基因组的设计和育种提供了路线图，对水稻遗传改良具有重要的指导意义该论文的通讯作者兼农业科学研究所研究员杨清文说
张学勇是科学技术研究所小麦基因资源研究组的研究员。他认为郑小明等人发现了长链非编码核糖核酸对水稻生长全过程的调节作用，这是非常创新的。
”这提供了人工控制脱氧核糖核酸转录量并在未来进一步改变性状的可能性。例如，对于患有糖尿病、尿毒症等疾病的人来说，如果大米中的淀粉含量能够降低，就没有必要禁食大米。”张学勇说，“同时，这项研究也为从事其他谷物研究的人们提供了一个新的视角。既然水稻有这样的控制系统，那么小麦、玉米、高粱和其他作物也会有这样的控制系统吗？这需要进一步研究。“
