我国科学家构建综合植物miRNA数据库

　　科技日报讯 （通讯员彭楠 赵永欣）近日，北京市农林科学院杨效曾研究员课题组与北京大学生命科学院合作，通过对 88 种覆盖了从低等水生植物到高等被子植物中小分子 RNA 数据的深度挖掘，对这些植物中的 miRNA 进行系统鉴定、注释和分析，构建了迄今为止世界上最为综合全面的植物 miRNA 数据库——PmiREN。

　　该研究成果于 10 月 1 日被生命学科领域数据库顶级期刊《核酸研究》（Nucleic Acids Research）接收，北京大学博士研究生郭仲龙、匡正、博士后王颖和北京市农林科学院助理研究员赵永欣为共同第一作者，北京大学李磊教授和北京市农林科学院杨效曾研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金以及北京市农林科学院科技创新基金的资助。

　　miRNA（为 microRNA 的缩写）是真核生物中广泛存在的一类非编码 RNA，成熟的 miRNA 是仅有 20—22 个碱基的单链小分子 RNA，跟蛋白质等大分子相比，分子量很小，是个“小个子”。从 2002 年第一批植物中的 miRNA 被发现以来，miRNA 陆续被发现参与了植物中很多重要的功能，如生长、发育和对外界环境的刺激响应等。随着对 miRNA 功能研究的深入，近年来科学家们围绕 miRNA 进行作物性状改良的工作多次出现在国际顶级学术期刊上，比如改变一些 miRNA 的表达可以显著提高作物产量。“目前植物学界普遍认为 miRNA 参与了几乎所有的植物生命过程，无处不在，是个‘大角色’。”杨效曾介绍。

　　据了解，植物 miRNA 综合数据库——PmiREN 有几大突出特点：一是拥有完整的 miRNA 信息，涵盖了从水生植物到被子植物共 88 个物种；二是首次发现了大量作物中特异的 miRNA，新构建的数据库中第一次发现的 miRNA 达 16000 个，其中不少是主要作物如玉米、水稻、小麦等中第一次发现的，这些小 RNA 潜在与重要的农艺性状相关，挖掘这些小 RNA 的功能，对改良作物农艺性状将具有重要的应用价值；三是通过综合的数据挖掘，获得了大量 miRNA 相关的信息，包括 miRNA 基因簇信息、表达信息、共线性分析结果、靶基因预测结果等，并进行了全面、详实、直观的信息呈现；四是提供了多种数据库检索和搜索的方式，同时用户可以方便地下载数据库中所有的数据。

　　PmiREN 数据库上线后，得到了国内外该研究领域的广泛关注，短短 3 个月，就接收了全球范围内超过 20 个国家 150 多个地区的访问，访问量超过 56000 次。杨效曾表示，该数据库的出现为系统研究植物 miRNA 的进化和寻找新 miRNA 的功能奠定了坚实的基础。

　　此前，杨效曾对于如何从海量 NGS 数据中准确鉴定植物 miRNA 进行了系统研究并开发出了效果显著的方法——miRDP 系列工具（miRDeep-P 和 miRDeep-P2），该系列方法已经成为国际上鉴定和分析植物 miRNA 的标准方法。2018 年底，杨效曾又对原有方法进行了系统升级，升级后的新方法在解析大基因组和复杂基因组植物（如小麦）的 miRNA 鉴定和注释方面得到了全面提升，在提高预测敏感度和精度的同时，极大地降低了运算时间，优势显著，该系列相关成果曾发表在国际生物信息学的顶级杂志《Bioinformatics》上。

　　在杨效曾的带领下，国内外团队还对玉米根虫中的 miRNA 进行了系统的挖掘和鉴定，并比较了动物中尤其是昆虫中 miRNA 的演化，该工作为利用 miRNA 作为 RNA 干扰的载体开发新抗虫技术奠定了基础，相关成果已经被基因组学的顶级杂志《Genomics, Proteomics & Bioinformatics》接收。