Un grand pas dans la compréhension du développement des céréales

Le blé est un aliment de base mondial et joue un rôle central dans les moyens de subsistance de milliards de personnes. Bien que les ARN longs non codants (ARNlnc) aient été reconnus comme des régulateurs cruciaux de nombreux processus biologiques, notre connaissance des ARNlnc associés au développement des grains de blé (Triticum aestivum) reste minime.

Biologie des semences a publié un article en ligne intitulé « Un atlas complet de longs ARN non codants donne un aperçu du développement des grains de blé » le 4 septembre 2023.

Pour élucider le paysage des ARNnc dans le blé, l’étude a mené un séquençage d’ARN spécifique à un brin à l’échelle du génome (ssRNA-seq) sur l’endosperme du grain 10 et 15 jours après la pollinisation (DAP) et a intégré 545 ensembles de données de transcriptome accessibles au public à divers stades de développement et tissus. Le pipeline d’analyse a été adapté d’une étude précédente avec des modifications et a traité les données de séquençage d’ARN en trois étapes principales : cartographie, assemblage et filtrage.

Les résultats ont identifié 20 893 ARNnc dans le blé. La caractérisation de ces ARNnc a indiqué une longueur moyenne de transcription de 900 pb et était principalement une structure à exon unique (48 %), avec un chevauchement significatif avec de longs rétrotransposons à répétition terminale (LTR, 41,40 %).

Comparés aux gènes codant pour les protéines (PCG), les lncARN du blé présentent des longueurs de transcription plus courtes, moins d’exons et une expression spécifique aux tissus plus élevée que les PCG, et leurs modèles d’expression étaient positivement corrélés avec les PCG adjacents. En outre, l’analyse de la répartition des ARNnc dans les trois sous-génomes du blé (A, B et D) a révélé que 90,7 % des ARNnc étaient exclusifs à un seul sous-génome, ce qui suggère que les ARNnc ont des trajectoires évolutives différentes de celles des PCG.

Pour garantir un accès efficace à ces données de richesse, cette étude a développé la base de données complète wLNCdb (http://wheat.cau.edu.cn/wLNCdb), qui fournit divers outils pour explorer les profils d’ARNnc du blé, notamment les modèles d’expression, les réseaux de co-expression, les annotations fonctionnelles et les polymorphismes mononucléotidiques parmi les accessions de blé.

Notamment, en utilisant wLNCdb, les auteurs ont identifié l’ARNnc TraesLNC1D26001.1, qui régule négativement la germination des graines, car sa surexpression retarde la germination des graines de blé en régulant positivement l’acide abscissique 5 (TaABI5). De plus, cet ARNnc semble co-exprimer avec des gènes associés à la biosynthèse de l’amidon et des protéines dans le blé, soulignant son rôle régulateur potentiel dans le développement du grain et la qualité de l’utilisation finale.

En résumé, cette étude pionnière fournit une carte complète des ARNnc du blé. Le wLNCdb, avec sa pléthore d’informations et son ensemble d’outils avancés, jette les bases de l’exploration et de l’analyse futures des fonctions des lncRNA.

Cette recherche approfondit non seulement notre compréhension des rôles des lncARN du blé, en particulier lors du développement des semences, mais ouvre également la voie à l’exploitation de ces connaissances pour améliorer les rendements et la qualité du blé à l’avenir.