Abstract Long non-coding RNAs are in general described as transcripts >200 nt and lacking potential to code for proteins. In the present study, 7613 putative lncRNAs were identified in Brassica juncea genome using in silico approaches. Of these, 1614 lncRNAs were found to be differentially expressed in response to heat and drought stress conditions. Further, we characterized these lncRNAs and performed functional annotation based on co-expression analysis strategy and pathways enrichment analysis. On these bases, the identified abiotic stress-responsive lncRNAs were found to be associated with important pathways including both enzymatic and non-enzymatic antioxidants such as glutathione metabolism, phenylpropanoid biosynthesis, cysteine metabolism, etc. Moreover, lncRNAs were also found to co-express with transcription factors associated with abiotic stress response. Finally, those lncRNAs were identified that could act as putative targets and endogenous target mimics of miRNAs involved in response to heat and drought. Further investigation could be carried out for select lncRNA candidates like those for which quantitative polymerase chain reaction analysis was performed in this study or for those which were estimated as promising modulators of stress response based on miRNA-lncRNA interaction studies. Overall, our study highlights the potential role of lncRNAs in B. juncea in response to both heat and drought stress and can help elucidate the mechanism of tolerance to these abiotic stress conditions in the oil seed crop.

中文翻译：

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全基因组研究 lncRNA 对芥菜（印度芥菜）热和干旱胁迫响应的调控作用

摘要 长链非编码 RNA 通常被描述为 >200 nt 的转录本，并且缺乏编码蛋白质的潜力。在本研究中，使用计算机方法在芥菜基因组中鉴定了 7613 个假定的 lncRNA。其中，1614 个 lncRNA 被发现在响应热和干旱胁迫条件时差异表达。此外，我们对这些 lncRNA 进行了表征，并基于共表达分析策略和通路富集分析进行了功能注释。在这些基础上，发现已鉴定的非生物胁迫响应 lncRNA 与重要途径相关，包括酶促和非酶促抗氧化剂，如谷胱甘肽代谢、苯丙烷生物合成、半胱氨酸代谢等。 此外，还发现 lncRNA 与与非生物胁迫反应相关的转录因子共表达。最后，确定了那些 lncRNA 可以作为 miRNA 的推定靶标和内源性靶标模拟物，这些靶标参与响应热和干旱。可以对选择的 lncRNA 候选物进行进一步研究，例如在本研究中对其进行了定量聚合酶链反应分析的那些候选物，或者对于那些基于 miRNA-lncRNA 相互作用研究被估计为有希望的应激反应调节剂的候选物。总体而言，我们的研究强调了芥菜中 lncRNA 在应对高温和干旱胁迫方面的潜在作用，并有助于阐明油籽作物对这些非生物胁迫条件的耐受机制。这些 lncRNA 被鉴定为可以作为 miRNA 的推定靶标和内源性靶标模拟物，这些靶标参与响应热和干旱。可以对选择的 lncRNA 候选物进行进一步研究，例如在本研究中对其进行了定量聚合酶链反应分析的那些候选物，或者对于那些基于 miRNA-lncRNA 相互作用研究被估计为有希望的应激反应调节剂的候选物。总体而言，我们的研究强调了芥菜中 lncRNA 在应对高温和干旱胁迫方面的潜在作用，并有助于阐明油籽作物对这些非生物胁迫条件的耐受机制。这些 lncRNA 被鉴定为可以作为 miRNA 的推定靶标和内源性靶标模拟物，这些靶标参与响应热和干旱。可以对选择的 lncRNA 候选物进行进一步研究，例如在本研究中对其进行了定量聚合酶链反应分析的那些候选物，或者对于那些基于 miRNA-lncRNA 相互作用研究被估计为有希望的应激反应调节剂的候选物。总体而言，我们的研究强调了芥菜中 lncRNA 在应对高温和干旱胁迫方面的潜在作用，并有助于阐明油籽作物对这些非生物胁迫条件的耐受机制。可以对选择的 lncRNA 候选物进行进一步研究，例如在本研究中对其进行了定量聚合酶链反应分析的那些候选物，或者对于那些基于 miRNA-lncRNA 相互作用研究被估计为有希望的应激反应调节剂的候选物。总体而言，我们的研究强调了芥菜中 lncRNA 在响应热和干旱胁迫方面的潜在作用，并有助于阐明油籽作物对这些非生物胁迫条件的耐受机制。可以对选择的 lncRNA 候选物进行进一步研究，例如在本研究中对其进行了定量聚合酶链反应分析的那些候选物，或者对于那些基于 miRNA-lncRNA 相互作用研究被估计为有希望的应激反应调节剂的候选物。总体而言，我们的研究强调了芥菜中 lncRNA 在应对高温和干旱胁迫方面的潜在作用，并有助于阐明油籽作物对这些非生物胁迫条件的耐受机制。