真核转录组的高通量RNA测序(RNA-seq)揭示了多种非编码RNA，包括短序列小RNA和长链非编码RNA(lnc RNAs)。小的非编码RNA，也称为微小核糖核酸，和小干扰核糖核酸在功能上有很好的特征，而小干扰核糖核酸的功能直到最近才被揭示。一般来说，lncRNA比200 nt长，似乎不编码蛋白质。根据它们在基因组中的起源，lncRNAs被分为长基因间非编码RNAs (lincRNAs)、内含子RNAs (incRNAs)和天然反义转录物(NATs)。lncRNAs的调节作用已在酵母和哺乳动物中得到广泛研究，但对其在植物中的作用知之甚少。

 

植物位于食物链的底部，不断受到食草动物的攻击，其中许多是昆虫。为了生存，植物进化出了复杂的机制来抵御这些攻击者。已知由茉莉酸(JA)介导的植物激素信号通路在许多这些防御反应中起着关键作用。许多与食草动物相关的防御性状受JA信号调节。JAZ是茉莉酸信号的抑制因子，抑制茉莉酸应答转录因子，如bHLHs和MYBs。JAZ降解激活茉莉酸诱导的防御反应的表达，如阻止或毒害特定食草动物或吸引其天敌的次生代谢物和蛋白质的生物合成。除了核心的茉莉酸信号通路，还发现了参与茉莉酸介导的植物防御的其他调节因子。一些WRKY转录因子在被MAPKs磷酸化后，被证明可以调节食草动物化的茉莉酸的生物合成和植物对食草动物的防御。然而，草食动物引发的植物防御信号传导中的许多调节途径仍有待阐明。

近日，浙江大学昆虫研究所楼永根课题组在期刊Plant Cell&Environment发表名为“Long non‐coding RNAs associate with jasmonate‐mediated plant defense against herbivores”的文章，这项研究揭示了lncRNAs在JA介导的食草动物抗性中的作用。

研究人员通过野生烟草、烟草及其与食草动物的良好相互作用，确定了总共1290个显著上调或下调的lncRNAs，以响应精确的食草动物诱导处理。其中，长基因间非编码RNAs(lincRNAs)最为丰富。根据其表达模式，这些上调的lincRNAs被分为早期(< 1 h)或晚期(> 3 h)应答者。早期响应的lincRNAs具有积累模式，跟踪生物活性茉莉酸(JAs)的食草性猝发和JA信号中调节基因的表达，JA信号调节植物对食草动物的防御。在衰减器中沉默这两种早期应答者(JAL1和JAL3)显著减弱JAs的积累、JA介导的防御物和植物对M. sexta攻击的抗性，表明在调节JA介导的植物防御中的作用。通过对JA缺陷品系的lincRNA测序，发现许多晚期应答的LincRNA受JA信号的转录调控。

食草动物诱导衰减器中lncRNAs的工作模式

这项研究揭示了植物中lncRNAs的一个新功能:lincRNAs可能同时作为食草动物诱导的JA信号和植物防御食草动物的调节剂和效应器。草食动物诱导的lncRNAs的这一特征丰富了我们对植物防御草食动物的调节网络的理解。这种理解也可能为抗食草动物作物的生物技术改良提供有用的资源。尽管不同物种之间的低基因重组体的进化保守性很低，但它们的靶位可能是保守的，如在JA信号传导中。因此，在其他作物中异位表达已鉴定的非转基因作物可能被证明是调整或增强作物对特定食草动物的防御反应的有效策略。

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原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.13952