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本文聚焦植物非编码 RNA（ncRNAs），介绍了 miRNAs、siRNAs、piRNAs、lncRNAs 和 circRNAs 等在植物生长、发育、应激反应中的关键作用，揭示了其调控网络，为植物生物技术和农业发展提供了新见解，值得科研人员阅读。
引言
长久以来，传统基因组观点聚焦于蛋白质编码基因，认为其是细胞进程和生物复杂性的主要驱动因素。实际上，真核生物基因组约 90% 会转录，但仅有约 2% 转录 RNA 用于生成蛋白质。随着基因组学和转录组学发展，非编码 RNA（ncRNAs）这一功能性元件被发现。
ncRNAs 种类多样，按大小和功能可分为小非编码 RNA（sncRNAs），如微小 RNA（miRNAs，18 - 30 核苷酸）、小干扰 RNA（siRNAs，20 - 25 核苷酸）、PIWI 相互作用 RNA（piRNAs，24 - 32 核苷酸） ，以及长链非编码 RNA（lncRNAs，>200 核苷酸）和环状 RNA（circRNAs，几百到 10,000 核苷酸）。它们在细胞中各具特性和功能，miRNAs 主要参与转录后基因表达调控，siRNAs 涉及转录基因沉默、转录后基因沉默和抗病毒防御等，lncRNAs 在转录调控、染色质重塑和转录后加工等多个层面发挥作用，circRNAs 稳定性高，在基因调控等方面有潜在功能。深入了解 ncRNAs，对解析生物系统复杂性，推动农业、医学和生物技术发展意义重大。
MicroRNAs（miRNAs）
miRNAs 是一类长度约 21 - 24 核苷酸的小非编码 RNA 分子，在植物基因表达调控中至关重要。它们通过与信使 RNA（mRNAs）互补碱基配对，结合在 mRNA 的 3′端，调节 mRNA 的稳定性或翻译效率，从而实现转录后基因调控。在植物生长发育过程中，miRNAs 参与了众多进程，对植物适应环境变化、维持正常生长发育起着关键作用。
PIWI-interacting RNAs（piRNAs）
piRNAs 是一类小非编码 RNA 分子，在基因组中对转座子元件（TEs）的调控意义重大，尤其在生殖细胞系中，对维护基因组完整性不可或缺。piRNAs 能识别转座子，并引导 Piwi 蛋白结合到转座子的互补序列上，使转座子沉默，防止其在基因组中随意跳跃，避免基因组结构和功能被破坏，保障生殖细胞的正常发育和遗传信息的稳定传递。
Small interfering RNAs（siRNAs）
siRNAs 是短双链 RNA 分子，长度约 21 - 24 核苷酸，通过 RNA 干扰（RNAi）机制调控植物基因表达。与 miRNAs 源于内源基因不同，siRNAs 多来自外源，如病毒基因组或转座子。生成后的 siRNAs 经多步骤加工，参与转录后基因调控。在植物抗病毒防御中，siRNAs 可识别并降解病毒 RNA，抵御病毒入侵；在调控转座子活性方面，它能抑制转座子的移动，维持基因组稳定性，对植物生长发育和应对外界压力至关重要。
Long non coding RNA（lncRNA）
lncRNAs 是不编码蛋白质的 RNA 分子，长度比其他非编码 RNA 长。其通过与 DNA、RNA 和蛋白质相互作用，在多个层面调控基因表达和染色质结构。在植物发育进程中，lncRNAs 参与了开花时间调控，影响植物从营养生长到生殖生长的转变；在植物对逆境的响应中，lncRNAs 能调节相关基因表达，增强植物对干旱、高温等逆境的耐受性，对植物适应复杂环境意义重大。
Circular RNAs（circRNAs）
circRNAs 是一类特殊 RNA 分子，其 3′和 5′端形成共价键，呈封闭环状结构，区别于有游离末端的线性 RNA。circRNAs 曾被认为是剪接错误的罕见副产物，如今发现其在真核生物转录组中广泛存在且含量丰富。独特的环状结构赋予 circRNAs 高度稳定性，使其能抵抗 RNA 外切酶的降解。虽然 circRNAs 的精确功能仍在研究中，但已发现其参与基因调控，可作为 miRNA 海绵，吸附 miRNAs，影响 miRNA 对靶基因的调控；还能与蛋白质结合，调节蛋白质功能或定位；在可变剪接调控方面，circRNAs 也发挥着一定作用，影响基因表达的多样性。
结论
该综述全面介绍了植物中的 miRNAs、siRNAs、piRNAs、lncRNAs 和 circRNAs 等非编码 RNA。这些 ncRNAs 在植物生长、发育和应激反应中扮演着关键角色。miRNAs 和 siRNAs 通过转录后调控参与多种发育进程和激素信号通路，增强植物对压力的适应能力；piRNAs 对转座子沉默和基因组稳定性维护至关重要；lncRNAs 在染色质重塑、转录调控和转录后加工等方面发挥重要作用；circRNAs 凭借其独特结构在基因调控等方面展现出潜在功能。深入研究植物 ncRNAs，有助于揭示植物生物学的复杂调控网络，为植物生物技术发展、可持续农业推进和保障全球粮食安全提供理论依据和技术支持。
