科技日报讯(通讯员彭永新)近日，北京市农林科学院杨小增研究员课题组与北京大学生命科学院合作，通过对从低等水生植物到高等被子植物的88种小分子RNA数据的深入挖掘，对这些植物中的mirna进行了系统的鉴定、注释和分析，构建了全球最全的植物mirna数据库——PMI ren。该研究成果于10月1日被生命科学顶级期刊数据库《核酸研究》(核酸研究)接收，由北京大学博士研究生郭忠龙、匡正、北京市农林科学院助理研究员赵泳鑫作为共同第一作者，北京大学李磊教授、北京市农林科学院杨小增研究员作为共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金和北京市农林科学院科技创新基金的资助。 　　

　　MiRNA(microRNA的缩写)是一种广泛存在于真核生物中的非编码RNA。成熟的miRNA是只有20-22个碱基的单链小分子RNA。与蛋白质等大分子相比，它的分子量非常小，是个“小人”。自2002年第一批植物mirnas被发现以来，mirnas参与了植物的许多重要功能，如生长、发育和对外界环境的反应。随着对miRNA功能研究的深入，近年来，科学家围绕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。例如，改变一些mirnas的表达可以显著增加作物产量。“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，并且无处不在，是一个‘大角色’。”杨晓曾经介绍过。 　　

　　据了解，植物miRNA综合数据库――PmiREN有几个突出特点：一是miRNA信息齐全，涵盖了从水生植物到被子植物的88个物种；二是首次发现了大量农作物中的特异性mirna，在新构建的数据库中首次发现了16000个mirna，其中许多mirna是首次在玉米、水稻、小麦等主要农作物中发现的。这些小rnas与重要的农艺性状潜在相关，探索这些小rnas在改良作物农艺性状方面的功能将具有重要的应用价值。再次，通过全面的数据挖掘，获得了大量与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、目标基因预测结果等。提供了全面、详细、直观的信息。第四，它提供了多种数据库检索和搜索方式，用户可以方便地下载数据库中的所有数据。 　　

　　PmiREN数据库上线后，在国内外该研究领域受到广泛关注。在短短三个月内，它接受了来自全球20多个国家150多个地区的56，000多次访问。杨小增说，这个数据库的出现，为系统研究植物mirna的进化和发现新的mirna的功能奠定了坚实的基础。 　　

　　此前，杨晓已经系统地研究了如何从海量NGS数据中准确识别植物mirna，并开发了一系列有效的工具——MirDP工具(miRDeep-P和miRDeep-P2)，这些工具已经成为识别和分析植物mirna的国际标准方法。2018年底，杨小增对原方法进行了系统升级。升级后的新方法在分析大基因组和复杂基因组植物(如小麦)的miRNA识别和注释方面得到了全面的改进。在提高预测灵敏度和精度的同时，大大减少了计算时间，优势明显。这一系列相关成果已经发表在国际顶级生物信息学杂志《Bioinformatics》上。在杨小增的带领下，国内外的团队也系统挖掘鉴定了玉米根虫中的mirnas，并比较了mirnas在动物尤其是昆虫中的进化。这项工作为利用mirnas作为RNA干扰的载体开发新的抗虫技术奠定了基础，相关成果已被基因组学顶级期刊《Genomics, Proteomics Bioinformatics》接收。