植物microRNA（miRNA）是一類長度在18-24個核苷酸的非編碼單鏈小RNA，成熟的miRNA能調控其靶標基因的表達，在植物生長發育、生物和非生物逆境適應中發揮著重要的作用。可變剪切也是一種重要的轉錄后調控機制，它能使同一個基因產生多個具有結構差異的轉錄本，而這些轉錄本很多在蛋白結構以及分子功能上也產生差異。由于這些結構序列上的差異，可導致同一個miRNA靶標基因產生的部分轉錄本不具有miRNA靶標位點，從而“逃脫”相應miRNA的調控。這些同一基因轉錄的不受miRNA調控的轉錄本以及受到miRNA調控的轉錄本在不同發育時期以及組織中的表達模式尚不清楚。
中國科學院水生植物與流域生態重點實驗室、武漢植物園水生植物生物地理學學科組博士生張越等以水生植物蓮為研究對象，在先前結合二代與三代轉錄組測序技術挖掘了低表達與組織特異性的蓮mRNA可變剪接異構體，揭示了其剪接形式的多態性的基礎之上（Zhang et al., 2019, DNA Research），進一步基于該數據，并利用該課題組最近發表的染色體水平的蓮基因組及先前已報道的蓮六個不同發育時期組織的miRNA數據開展了miRNA與mRNA剪接異構體共表達調控網絡分析。結果表明，大多數miRNA在蓮的不同組織中具有組織特異性并負調控其靶標基因的表達；在剪接異構體共表達網絡中，miRNA優先與葉高度相關模塊的核心剪接異構體產生互作；來源同一基因的不同的轉錄本被分配到共表達網絡的不同模塊中的這種現象普遍存在，并且它們在mRNA的結構上表現出更多的差異包括是否具有miRNA位點，這表明許多剪接異構體的功能差異通過結構和表達的差異而加劇；此外，該研究還發現miRNA主要通過調控蓮植物激素通路的相關基因來調控蓮的生長發育。相關的研究結果為深入理解植物miRNA與可變剪切調控的機制提供了新資料。
研究成果以“Integrative expression network analysis of microRNA and gene isoforms in sacred lotus”為題，發表于國際學術期刊《BMC genomics》。張越為第一作者，武漢植物園陳進明研究員和石濤副研究員為共同通訊作者。該研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項（XDB31000000）、國家自然科學基金（31570220、31870208、31700197）和中國科學院青年創新促進會（2019335）支持。
論文1連接：https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-020-06853-y
論文2連接： https://academic.oup.com/dnaresearch/article/26/4/301/5512305
圖1剪接異構體共表達網絡以及miRNA與其靶標基因表達譜
