蜜蜂球囊菌菌丝和孢子中环状RNA的鉴定及比较分析

目的] 本研究旨在明确蜜蜂球囊菌（Ascosphaera apis，简称球囊菌）菌丝和孢子中环状RNA（circular RNA，circRNA）的数量、种类和表达谱差异，并探讨共有circRNA、特有circRNA和差异表达circRNA（differentially expressed circRNA，DEcircRNA）在菌丝与孢子中的潜在作用。方法] 基于前期获得的球囊菌菌丝（AaM）和孢子（AaS）的高质量RNA-seq数据，利用find_circ软件预测circRNA。通过Venn分析筛选AaM和AaS的共有circRNA和特有circRNA。根据P ≤ 0.05且|log₂ fold change|≥ 1的标准筛选AaMvs.AaS比较组的DEcircRNA。通过比对GO和KEGG数据库对circRNA的来源基因进行功能和通路注释。利用TargetFinder软件预测circRNA靶向结合的miRNA及miRNA靶向结合的mRNA。采用Cytoscape软件对竞争性内源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）调控网络进行可视化。通过RT-qPCR对DEcircRNA进行验证。结果] AaM和AaS中分别含有13210156和19011000条短序列读段（anchors reads），其中分别有6124922和11392886条能够比对上球囊菌参考基因组。在AaM和AaS中分别鉴定到1868个和2225个circRNA，二者共有的circRNA为1098个，AaM的特有circRNA为770个，AaS的特有circRNA为1127个。AaM和AaS的circRNA长度主要介于1000-2000 nt，基因间区circRNA为主要环化类型。AaMvs.AaS比较组包含456个上调circRNA和97个下调circRNA。共有circRNA的来源基因可注释到29个功能条目和14类通路；AaM的特有circRNA的来源基因可注释到31个功能和17类通路；AaS的特有circRNA的来源基因可注释到34个功能条目和16类通路；DEcircRNA的来源基因可注释到29个功能条目和40条通路。调控网络分析结果显示，36个共有circRNA靶向4个miRNA进而调控6个与内吞作用通路相关的靶mRNA；4（255）个AaM（AaS）的特有circRNA靶向2（2）个miRNA进而调控8（2）个次级代谢产物生物合成通路相关的靶mRNA；9个DEcircRNA靶向2个DEmiRNA进而调控3个MAPK信号通路相关的DEmRNA。RT-qPCR结果显示10个DEcircRNA的表达趋势与测序数据一致，证实了测序数据的可靠性。结论] 球囊菌菌丝和孢子的共有circRNA、特有circRNA和DEcircRNA可能通过调控来源基因表达和充当ceRNA的方式调节球囊菌的物质和能量代谢、内吞作用、次级代谢产物生物合成和MAPK信号通路，进而影响球囊菌菌丝生长、孢子萌发和致病性。

Identification and comparison of circular RNAs in Ascosphaera apis mycelium and spore