面包小麦,小麦;是最重要的食物来源之一，提供了大约20%的人类膳食能量。面包小麦的收获分布在世界各地2亿多公顷，相当于年产量6.5亿吨。尽管它被广泛种植，但所获得的产量不足以满足世界粮食需求。特别是在过去几十年，小麦生产进一步受到气候变化和相关的全球变暖的影响。世界气温升高是干旱等胁迫条件对小麦生产影响较大的结果。此外，一些真菌疾病，如锈病开始对几种小麦品种更有效，与增加热量的影响。考虑到世界人口的不断增长，培育耐寒高产的小麦品种是必要的。

图1所示。Ae的GO注释。Sharoensis microrna。关于功能注释结果，来自Ae的许多不同的miRNA家族。Sharonesis被检测为针对几种与压力相关的蛋白质，这些蛋白质被分类为“对生物刺激的反应”、“对非生物刺激的反应”或“对压力的反应”。

尽管面包小麦看起来是一种简单的作物，但它具有极其复杂的基因组，这是两次不同杂交事件和三个不同基因组组合的结果(6x=42=AABBDD)。第一次杂交事件发生在大约0.5- 36万年前(MYA)，导致了野生四倍体二聚小麦(小麦属植物turgidumssp。dicocoides= 4 x = = AABB 28日)。二粒小麦进一步驯化为硬粒小麦(小麦属植物turgidumssp。硬质)，也就是今天广泛种植的面食小麦。四倍体小麦与山羊草的杂交山羊草属tauschii(2x=14=DD)在8 MYA左右产生六倍体面包小麦。人类对古面包小麦的驯化改变了其遗传结构和生理结构。由于育种者偏爱高产小麦品种，导致产量不高但对多种胁迫条件有抗性的野生型小麦没有得到培育，相关基因也随之丢失。然而，这些基因可能仍然存在于小麦的古代亲缘和祖先中，并且这些基因的转移可能会增加小麦的抗逆性。

基因的表达受到多种方式的调控，这些调控直接影响表型和生理参数。最近，一种名为microRNA (miRNA)的微小分子引起了研究人员的注意。官方manbetx手机版这些微小分子与信使rna (mRNA)结合，后者编码功能性蛋白质，并抑制可能以完全不同的方式影响生物体的相关蛋白质的产生。在医学领域，许多研究人员发现了疾病特异性mirna的存在，这些官方manbetx手机版mirna可能作为疾病相关基因型选择的生物标志物。在植物中，mirna与各种逆境耐受性和环境适应机制有关。胁迫特异性miRNA家族的鉴定和转移可以为抗性小麦品种的产生提供进一步的希望。研究人员发现，小麦的几个古老亲缘和祖先对恶劣的环境条件更有抵抗力，对几种类型的胁迫更耐受。鉴于此，我们通过分析20多个转录组数据，调查了面包小麦及其二倍体古代近缘和祖先的miRNA家族及其分布。miR1130、miR1120、miR1127和miR5049等miRNA家族在所有植物中都是保守的山羊草属sharonensis，山羊草属speltoides，山羊草属tauchii，小麦属植物monococcum，小麦属植物Urartu和六倍体面包小麦，而许多mirna被检测为种特异性或基因型特异性。mirna在面包小麦及其二倍体亲缘关系中的保守性与其功能重要性有关。这些mirna可能调控小麦主要功能基因的表达。另一方面，在少数基因型中检测到的特定miRNA家族可能在更特定的功能中起作用。有趣的是，一个与面包小麦的B基因组祖先有关的草科，山羊草属sharonensis，代表了mirna的高变异。这种植物表现出对各种环境条件的适应性。从该物种中鉴定出的许多特异性miRNA与几种应激反应相关(图1)。我们还检测到一些miRNA家族可能在进化过程中丢失。例如，在面包小麦的三个二倍体祖细胞中检测到miR5050，而在正常情况下在面包小麦中未检测到其表达。这些miRNAs基因的恢复可能会改善小麦作物的生产性能。总的来说，我们的观察结果为面包小麦及其二倍体祖先的miRNA分布提供了重要的见解，可以用来解剖调控途径，以实现小麦的靶向改良。

希克Budak
蒙大拿州立大学，
植物科学与植物病理学系
波兹曼，MT，美国

出版

小麦miRNA祖先:通过A, B和D基因组供体的转录组分析证明。
Alptekin B, Budak H
2016年3月31日

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