玉米根尖转录活性新视角：代谢标记与核RNA测序揭示转录与复制时序的分子关联

这篇研究通过比较5-乙炔尿苷（EU）代谢标记新合成RNA（EU-nuclear RNA）、全核RNA及细胞RNA测序数据，揭示了玉米根尖转录活动的核心特征。研究发现核RNA与EU-nuclear RNA在检测低丰度转录本（如lncRNA）和内含子序列时高度一致（R2≥0.767），且两者与细胞RNA差异显著（R2≤0.293），为研究植物转录-复制时序关联提供了无需标记的简化方案。

　　

核RNA与代谢标记RNA的惊人相似性

研究团队通过固定玉米根尖组织并释放细胞核，分离出两种核RNA群体：5-乙炔尿苷（EU）标记的新合成RNA（EU-nuclear RNA）和未经标记的全核RNA。令人惊讶的是，两者在蛋白编码基因的转录丰度上呈现高度相关性（R²=0.767），且均与细胞RNA（主要含胞质转录本）差异显著（R²≤0.293）。核RNA中34%的读段定位至内含子区域，与EU-nuclear RNA（36%）相当，远超细胞RNA（18%），证实核RNA能有效捕获未剪接的前体mRNA。

非编码RNA的富集检测

核RNA在非编码基因检测中表现突出：15%的读段来自lncRNA、假基因等非编码区域，显著高于细胞RNA（4%）。EU-nuclear RNA和核RNA分别检测到1365和1368个差异表达的非编码基因，其中90%未被NCBI注释功能，暗示植物核内存在大量未表征的调控RNA。

复制时序与转录活性的全局关联

通过比对早期发表的复制时序（Repli-seq）数据，研究发现早期复制基因组区域（E/EM类）的基因在核RNA中转录活性最高（TPM值较细胞RNA提升2-3倍）。这种关联在非编码基因中更为显著，为染色质开放状态与转录-复制协同调控提供了新证据。

技术突破与应用前景

传统代谢标记需复杂操作且成本高昂，而本研究证明简单核分离即可获得与EU标记相当的数据。该方法尤其适用于难以标记的植物组织（如花序）或多基因型比较研究，为解析植物发育中转录与DNA复制的动态关系开辟了新途径。