Genome Biol丨poly(A)测序应用：翟继先/张雨解析植物mRNA尾巴的进化密码

真核mRNA的3’端多聚腺苷酸化是一种高度保守且必需的转录后修饰，影响翻译、RNA稳定性与定位。poly(A)尾长度由加尾和去腺苷化动态平衡决定，核内poly(A)聚合酶（PAP，植物中为PAPS）合成尾巴并由核poly(A)结合蛋白（PABPN）结合。

mRNA出核后PABPN逐渐被胞质poly(A)结合蛋白（PABPC）替代，后者稳定mRNA并参与去腺苷化。动物和酵母中去腺苷化主要由CCR4-NOT与PAN2-PAN3复合体催化，但PAN2在开花植物中尚未发现。

当poly(A)尾缩短至约20个核苷酸（nt）阈值后，末端尿苷酰转移酶（TUTase）可催化末端尿苷化并促进mRNA降解。动物、植物和酵母的poly(A)尾长度存在全局差异，且基因间中位尾长可从40nt到超过200nt不等，但其跨植物谱系的演化动态仍缺乏系统认识。

近日，南方科技大学翟继先和中山大学张雨团队在Genome Biology上发表了题为“A kingdom-wide full-length RNA atlas reveals the evolutionary landscapes of plant Poly(A) tails”的研究论文。本研究基于全长富集聚腺苷酸化测序第二代（FLEP-seq2）技术，绘制了横跨绿藻至被子植物共20个代表性物种的植物界首个超1.3亿条读长的全长RNA图谱，揭示了植物Poly(A)尾长具有显著的谱系特异性分布规律。

文章索引

【标题】A kingdom-wide full-length RNA atlas reveals the evolutionary landscapes of plant Poly(A) tails

【发表期刊】Genome Biology

【发表日期】2026年3月23日

【作者及团队】南方科技大学翟继先和中山大学张雨团队

【IF】10.1

研究结果

一、综合性poly(A)信息mRNA图谱揭示谱系特异性尾长景观

利用FLEP-seq2和纳米孔长读长测序，对20个代表植物物种构建了超过1.3亿条全长转录本图谱，并比较全局和基因水平poly(A)尾长。绿藻C. reinhardtii呈约40nt单峰，多数陆生植物呈约20nt和45nt双峰，维管植物尾长范围更宽，S. moellendorffii中超过10%的尾长大于170nt。

PABP家族扩张、PAN2-PAN3在维管植物中丢失以及藻类PABP（CrePABP）异源表达使拟南芥尾长增加，支持尾长景观与反式调控因子共演化。

二、植物中无poly(A)组蛋白转录本的存在

通过FLEP-seq2同时检测有和无poly(A)的转录本，在绿藻、苔藓、蕨类和部分苏铁中鉴定到高比例无poly(A)组蛋白mRNA，并在其3’端预测到茎环结构及SLBP同源物。

Selaginella、C. panzhihuaensis及所有被子植物的组蛋白mRNA主要多聚腺苷酸化、SLBP在Selaginella与被子植物中独立丢失，而C. reinhardtii和P. patens的蛋白组证据支持非poly(A)组蛋白基因表达，表明祖先茎环–SLBP机制被PABP依赖机制多次替代。

三、短poly(A)尾上的保守末端尿苷化

分析3’端非A碱基发现，各物种5%至12%的poly(A)尾带非A末端，其中尿苷化即U尾最常见，占3%至10%，胞苷化和鸟苷化很少。

多数U尾仅含1至2个尿苷，且优先出现在短于25nt的poly(A)尾上，末端尿苷酰转移酶1（URT1）在植物中保守。

四、poly(A)尾长度作为受漂变和选择塑造的可调性状

比较玉米、大豆和拟南芥中WGD和串联重复（TD）来源的基因对，发现重复基因对尾长比随机基因对更相似，但古老WGD基因对比近期WGD更易分化。

尾长分化与表达分化无显著相关，功能冗余与功能分化对其影响也无显著差异，而光敏色素、EIN3/EIL1、MBS2和光系统亚基L等基因跨物种保持相似尾长，提示漂变与选择共同塑造该性状。

五、植物中poly(A)信号的图景与演化

比较20个物种多聚腺苷酸化位点（PAS）附近序列，陆生植物近上游元件（NUE）富集AAUAAA及其单核苷酸变体，远上游元件（FUE）富集UGUA，绿藻缺乏AAUAAA，而UGUAA在切割位点附近富集。

多数陆生植物超过30%的PAS含AAUAAA或近缘变体，绿藻显著缺失，提示poly(A)信号在早期植物演化中发生谱系特异性转换。

总结

本文通过跨植物界全长RNA图谱系统解析poly(A)尾长度和3’端加工的演化，连接了PABP、PAN2-PAN3、URT1和SLBP等因子的变化。研究揭示无poly(A)组蛋白mRNA的多次丢失、短尾尿苷化的保守性以及WGD后尾长分化，并建立在线资源。该工作将mRNA3’端加工确立为植物演化创新的重要层面。