巴西橡胶树核仁小RNA的发掘鉴定及其在胶乳再生中的作用研究

SnoRNAs are required for rRNA maturation by guiding 2'-o-methylation and pseudouridination of pre-rRNA. In Hevea brasiliensis (rubber tree), rRNA is drained off from the laticifers during the tapping, and should be re-synthesized prior to the next tapping to ensure continuous high yield of the rubber tree. Therefore, rubber tree laticifer snoRNAs play very important roles for the regeneration of the laticiferous rRNA and the latex. In this study, we search snoRNAs in rubber tree globally by utilizing computaional prediction and next generation sequencing technology, unravel snoRNAs experssion profiles, and then find out laticifer specifically expressed snoRNAs. The snoRNAs closely related to latex yield, rRNA cotent and total solid ootent are screened out with correlation analysis, and their roles in latex regeneration are then explored. Through these studies, snoRNAs are identified globally and their roles are studied extensively in rubber tree. This study also provides fundamental supports for the high yielding mechanism study and high yielding breeding technology in rubber tree.

SnoRNA指导rRNA 2′-O-甲基化和假尿嘧啶化修饰，因而在rRNA加工成熟过程中起到非常重要的作用。在橡胶树中，乳管细胞的rRNA随着割胶而流失，必须在下一次采胶前得到再生，才能确保橡胶树能连续高产。因此，橡胶树乳管细胞snoRNAs在胶乳rRNA再生乃至胶乳再生中起到重要作用。本研究拟通过利用生物信息学预测和基于第二代测序技术的实验发掘相结合的方法，从橡胶树中系统发掘snoRNAs分子，研究其表达特征，从中筛选出胶乳特异性表达的snoRNAs。通过相关性分析找出与橡胶树胶乳产量、rRNA含量和胶乳总固形物含量密切相关的snoRNAs，进而探索这些重要相关snoRNAs在胶乳再生中的作用。通过这些研究，从橡胶树中大规模发掘与克隆snoRNAs，从snoRNA参与rRNA修饰与加工的角度，探索snoRNA在橡胶树胶乳再生过程中的作用，为橡胶树高产机理研究和高产育种提供理论依据。

本项目通过转录组测序方法，获取了橡胶树胶乳细胞核的转录组数据。经过进一步分析，从中发掘了355个snoRNA分子。与叶片组织转录组进行电子表达水平分析，发现其中57个橡胶树胶乳中高度表达。通过进一步实验学验证，其中31个为真实表达的胶乳特异性snoRNA分子，分别是12个CD guide、1个ACA guide和18个ACA orphan家族的snoRNA。利用橡胶树F1分离群体进行产量相关性分析，其中7个snoRNA分子与总胶乳体积和TSC相关（Spearman相关系数大于0.2），分别是CD家族2个，ACA家族5个。通过胶乳再生体系分析了这7个snoRNA分子与胶乳再生的关系，发现其中的comp137742_c0_seq1、comp127086_c0_seq5和comp134121_c0_seq4与胶乳再生能力密切相关。本项目的研究内容均按原计划进行，完成了任务书中的既定目标，取得了预期成果。