LncRNA通过激素-氧化还原-细胞壁网络协调基因表达调控番茄果实开裂

背景

果裂是在不适宜的环境条件下极易发生的病害，是果品生产中发生的主要病害类型之一。人们普遍认为，植物已经形成了应对非生物胁迫的防御机制和调控网络，包括通过调控相关基因的表达来感知、整合和响应胁迫信号。果实开裂也是一种由非生物胁迫引起的生理疾病。据报道，单个或多个基因可能调节水果开裂。然而，几乎没有一份报告涉及破解监管网络。

结果

Here, RNA expression in 0 h, 8 h and 30 h saturated irrigation-treated fruits from two contrasting tomato genotypes, ‘LA1698’ (cracking-resistant, CR) and ‘LA2683’ (cracking-susceptible, CS), was analysed by mRNA and lncRNA sequencing. The GO pathways of the differentially expressed mRNAs were mainly enriched in the ‘hormone metabolic process’, ‘cell wall organization’, ‘oxidoreductase activity’ and ‘catalytic activity’ categories. According to the gene expression analysis, significantly differentially expressed genes included Solyc02g080530.3 (过氧化物，豆荚），solyc01g008710.3（甘露聚糖endo-1 4-beta-mannosidase,男人), Solyc08g077910.3 (扩大,实验), Solyc09g075330.3 (果胶酯酶(PE), Solyc07g055990.3 (Xyloglucan内甘蓝葡萄糖酶 - 水解酶7，xth7), Solyc12g011030.2 (木葡聚糖内转葡萄糖酶-水解酶9,XTH9），solyc10g080210.2（polygalacturonase-2，pg2), Solyc08g081010.2 (γ-谷氨酸琥珀酸合成酶，γ-GCS), Solyc09g008720.2 (乙烯受体,呃），solyc11g042560.2（乙烯响应转录因子4,ERF4)等。另外，lncrna (XLOC_16662和XLOC_033910等)调控其邻近基因的表达，选择番茄开裂相关基因构建影响番茄开裂的lncRNA-mRNA网络。

结论

本研究为深入了解番茄果实水分诱导开裂的响应网络提供了依据。具体来说，lncrna调节激素-氧化还原-细胞壁网络，包括植物激素(生长素，乙烯)和ROS (H₂O₂)信号转导和许多细胞壁相关mrna (EXP、PG次方)，以及部分lncrna (XLOC_16662、XLOC_033910等)。

果裂是水果生产中的主要病害之一，容易对水果的适销性造成不利影响，如因外观不良而降低水果品质，缩短货架期，甚至因真菌感染而导致水果滞销[1]．

在不适宜的环境条件下，果实易发生开裂。例如，在干燥或非常潮湿的条件下所造成的非生物压力下，会有一个快速流入果实，如果由于成熟等因素而使果皮失去力量和弹性，则最有可能发生开裂[2]．人们普遍认为，植物已经形成了应对非生物胁迫的防御机制和调控网络，包括通过调节相关基因的表达来感知、整合和响应胁迫信号[3.，4，5，6，7，8]．水果裂缝也是一种因非生物胁迫引起的生理疾病。是否有一个涉及水果裂缝的监管网络？

自20世纪30年代以来，研究人员对裂缝进行了许多理论和实践研究[2，9，10]．开裂是内部和外部因素组合的结果。这internal factors are the fruit’s own characteristics (fruit size, shape, firmness, deposition of cutin, wax, strength of the pericarp, arrangement of cells in the pericarp, quantity and status of stomata, accumulation of osmoregulatory substances such as soluble sugars, growth stage of the fruit, etc.), while the external factors mainly include environmental factors (humidity, light, temperature, wind, etc.) and cultivation management measures (irrigation, mineral nutrition, plant regulation, etc.) [10，11，12，13]．皮质[14]综合分析了62种基因型，发现裂缝果实与遗传的相关性明显大于环境，表明裂缝特性可以显示出稳定的遗传性并受到某些基因的调节。

值得注意的是，细胞壁成分和修饰似乎与皮肤和水果开裂的强度相关[15，16，17，18]．作为成熟的进行，细胞壁劣化逐渐发生，果实裂缝率增加[15，16]．细胞壁由纤维素 - 半纤维素（CEL-HEM）网络和果胶组成，这对于保持细胞壁的机械强度至关重要。作为果实成熟，产生降解细胞壁的多糖组分的酶和蛋白质，例如polygalactulonase（pg），扩展蛋白（Exp），果胶甲基酯酶（PME），果胶酶（PL），果胶酶，β-半乳糖苷酶。（β-加仑）和纤维素酶（CX）［19，20.，21.，22.]．这些酶的协同作用导致细胞壁多糖的降解和成熟果皮的软化[23.]．以前的研究表明是基因如经验值，PG，β-加仑和XET都与水果爆裂有关[24.，25.，26.，27.，28.，29.]．抑制β加基因表达增加了果实裂缝率[27.]．在番茄中，抑制LePG表达略微降低了水果裂缝率[28.]．同时抑制香格里拉和slexp1.成熟果实中的表达减少了细胞壁拆卸，从而将果实裂解率降低约12％[30.]．它不是单一基因，但许多基因在一起，调节水果裂纹[30.，31.，32.，33.]．目前还不清楚是否有其他基因与水果开裂有关，以及哪一个是主要基因。

NCRNA（非编码RNA）参与大量生命过程，例如细胞生长，分化，增殖和细胞凋亡[34.，35.，36.，37.，38.]．与大约2%的蛋白质编码基因相比，超过90%的基因不具有编码蛋白质的能力，并被转录为ncrna [34.]．这些ncrna最初被认为代表“表达噪声”或“表达浪费”，但现在已被证实在生物体的生物过程中发挥着重要作用，并表现出极其复杂的生物功能[36.，37.，38.]．虽然许多发表的关于ncrna的研究是在人类和动物中进行的，但对植物的研究仅限于某些模式植物，如拟南芥、玉米和小麦[39.，40]．鑫(39.]在小麦中鉴定出125个与胁迫相关的lncrna(长链非编码RNA)，其中71个应答白粉病，77个应答热胁迫。Swiezewski [40]发现冷诱导的长义膀胱内脏RNA（COOLAIR）参与春化过程并调节植物开花抑制器“基因开花基因座C”的表达（方法）.王[41.]报道了LNCRNA的表达和演变茄科．崔的42.]结果为WRKY1 - LNCRNA33732 - RBOH模块提供了涉及H的HB₂O₂番茄中病原体的积累和抗性。王[43.]确定了几个参与的LNRNATYLCV病毒诱导的基因沉默感染（Vigs）和基因组的分析。然而，这些研究都不关注LNCRNA和果实裂缝。LNCRNA是否有可能在水果裂缝中发挥重要作用？

本研究旨在获得通过番茄灌溉诱导的水果裂纹的转录调控（MRNA和LNCRNA）的全球视图。通过转录组分析和生物信息分析鉴定差异表达的MRNA和与果实裂解相关的MRNA和LNCRNA。最后，我们确定了一种LNCRNA调节的激素 - 氧化还原细胞壁网络，用于番茄中的水诱导的裂缝。这里报告的调查结果可以提高我们对果实开裂的转录监管机制的理解。

LNCRNA和mRNA的RNA测序和鉴定

在不同时间点(饱和灌溉0 h、8 h和30 h)， CR和CS番茄的原始reads分别为0.81 ~ 11.4亿和0.79 ~ 11.4亿。（表格1）．通过基因组比较、Cufflinks剪接、CPC2和PFAM分析，我们鉴定出1个注释的lncRNA, 2508个推测的lncRNA, 33784个注释的mrna和409个新mrna（额外的文件1）．

lncrna特征分析及lncRNA-mRNA对的鉴定

所得LNCRNA的平均长度为1470nt，其与mRNA（1221nt）类似;所识别的LNCRNA的平均外显子数和平均ORF长度为2.6和88.5bp，其值远低于mRNA（4.7和347bp）的值较低（图。1），与之前的研究一致[44.，45.]．同时，我们使用phyloP对lncRNAs和mrna分别进行评分，lncRNAs的序列保守性低于mrna，这与之前的研究一致[46.]．我们在2508个lncrna的上游和下游鉴定了21048对与靶标相关的lncRNA-mRNA(附加文件)2）.

差异表达分析

通过使用Edge R软件，在CR和CS西红柿中分析差异表达的MRNA和LNCRNA（无花果。2）差异表达基因的数量列于附加文件中3.．mrnas和lncrnas与一个问-value< 0.05和|log2 fold-change| > 1为差异表达基因。

Degs的功能预测

为了研究基因功能和富集的趋势，我们进行了所选MRNA的GO（基因本体论）分析（无花果。3.；额外的文件4）．结果表明，CR番茄中的DEGs参与了一系列生物过程，如生物过程的调控、生物过程的调控和细胞过程的调控，以及催化活性。在CS番茄中，DEGs主要参与单生物代谢过程、生物过程和催化活性。CR和CS处理番茄在灌溉前(0 h)，氧化还原酶活性显著富集DEGs;灌水8 h后，果实成熟、解剖结构成熟和衰老过程中富集了一些DEGs;灌溉处理30 h后，催化类富集的DEGs数量最高，其次为单生物代谢过程和氧化还原过程类，细胞组分含量次之。

为了更好地理解DEG的功能，分析了显着富集的KEGG途径（无花果。4；额外的文件5）．这results showed that the DEGs were mainly enriched in the ‘biosynthesis of secondary metabolites’, ‘cysteine and methionine metabolism’, ‘metabolic pathways’, ‘plant-pathogen interaction’, ‘photosynthesis-antenna protein’, ‘photosynthesis’, ‘histidine metabolism’ and ‘circadian rhythm-plant’ categories.

DEGS（细胞壁，氧化还原，激素相关）调节番茄果裂纹

根据基因表达分析，有16个基因表达差异显著（额外的文件6）预测与番茄果实开裂相关，如Solyc02g080530.3 (过氧化物，豆荚），solyc01g008710.3（甘露聚糖endo-1 4-beta-mannosidase,男人), Solyc08g077910.3 (扩大,实验), Solyc09g075330.3 (果胶酯酶(PE), Solyc07g055990.3 (Xyloglucan内甘蓝葡萄糖酶 - 水解酶7，xth7), Solyc12g011030.2 (木葡聚糖内转葡萄糖酶-水解酶9,XTH9），solyc10g080210.2（polygalacturonase-2，pg2), Solyc08g081010.2 (γ-谷氨酸琥珀酸合成酶，γ-GCS), Solyc09g008720.2 (乙烯受体,呃），solyc11g042560.2（乙烯响应转录因子4,ERF4)等。（桌子。2［47.，48.，49.，50.，51.，52.，53.，54.，55.，56.，57.，58.，59.，60，61，62，63，64，65，66，67，68，69，70]）。分层聚类分析表明，在灌溉处理后，两种品种的这些基因的表达趋势或水平完全不同（图。5a).例如，的表达xth7.，xth9.，体育和圆荚体CR番茄的表达量呈下降趋势，而CS番茄的表达量呈上升趋势。这些基因在细胞壁的松散和膨胀中起着重要作用。因为果细胞壁的解体会影响果的开裂[30.这些植物细胞壁疏松基因也可能在番茄果实开裂中发挥关键调控作用。同时，利用番茄基因表达图谱(http://tea.solgenomics.net/expression_viewer/input)来验证基因表达，发现本实验中差异表达的基因大部分都是在红熟期的番茄果皮中表达的。其中,GCS,男人和PG，抗氧化基因和细胞壁降解酶相关基因的表达量最高。而高水平的mRNA在ERF。这可能是因为ERF.是一个上游监管机构[71]，因此在红熟期未表现出高表达。本实验和番茄基因表达图谱中基因表达的差异可能是由于不同的品种、处理和检测标准造成的。5b）。

最后，我们映射了途径图（图。5c）基于这些差异表达的LNCRNA，MRNA和以前研究的果实裂纹[71，72，73，74，75，76，77]．在这条路中，ERF.，POD，PG.和体育扮演重要的角色。乙烯影响果实的发育和成熟(调控细胞壁)PG和经验值基因表达)71]，并在ROS信号的作用下促进上皮细胞程序性死亡[72]．李等人[73[ARFS表示乙烯与植物素信号传导之间的串扰点。此外，植物蛋白诱导ROS的生产和H.₂O₂在细胞壁通过产生·OH分解聚合物[74]．程序性细胞死亡导致质膜渗透性降低或丧失，进而影响果实细胞活性、水分吸收和开裂[75]．同时，蟾蜍的增加可以促进H的积累₂O₂以及细胞的伸长[76]．此外，雷齐和克兰尔[77]提出了酸生长理论，指出氢离子可以发挥纯粹的化学或物理作用，如裂解壁上的酸不稳定键，或者它们可以直接或间接地激活正常的酶过程，可能导致壁松动。我们分析了启动子序列中的调控元件PG、PE、经验和xth7.发现有乙烯响应元件和生长素响应元件。基于这些发现，我们推测果裂的调控网络，特别是细胞壁-、氧化还原-、激素相关mrna及其相应的lncrna的共表达，影响了果裂的发生。

QRT-PCR验证DEGS

从DEGs中随机选择表达上调和下调的基因进行qRT-PCR验证。qRT-PCR结果显示，这些mrna大部分与mRNA-Seq数据显示的表达趋势相似，这可以验证我们的序列数据和我们本研究结果的可靠性（额外的文件7）．两种方法检测的表达水平略有不同，这可能是由于两种检测方法的检测范围和灵敏度不同造成的。qRT-PCR和RNA-seq相对表达量的比较见附加文件8,R²>0.7证实了RNA-Seq分析结果的可靠性。

番茄是最受欢迎的商业蔬菜之一[78]，但其果实表现出高度易开裂[16，31.]．裂纹可发生在果实发育的整个阶段，即成熟期和收获后的时期[79，80，可能造成严重的经济损失。人们提出了不同的假说来解释番茄果实开裂的发生。先前的研究表明，水果快速膨胀和水果开裂是密切相关的[81]．不规则的温度或浇水，特别是从较低温度转移到更高的温度或从极其干燥到非常潮湿的条件，会导致快速肿胀。果皮上快速膨胀的纸浆的压力可能导致水果裂缝[82]．细胞衰老和凋亡也会影响皮肤强度和水分吸收，进而影响水果开裂[10]．此外，昼夜温差过大会导致碳水化合物的积累[83]．碳水化合物高水平的水果吸收更多的水，生长得多，更有可能破裂[84]．通常，果实裂解是一种涉及遗传和环境的混合物的复杂问题。以前的研究表明它不是单一基因，而是许多基因，共同调节水果裂缝[31.，32.]．

细胞壁多糖代谢

deg solyc08g077910.3编码扩展素样蛋白质这部分分解细胞壁大分子网络中分子之间的氢键，以促进网络的解聚，这可能导致细胞壁的松弛[52.]．本试验中，CS番茄灌溉8 h后Solyc08g077910.3的表达量显著增加(log2倍变化= 7.13395)。类扩张蛋白基因表达增加可使细胞壁松弛，影响果实开裂。

Solyc07g055990.3和Solyc12g011030.2编码木葡聚糖内转葡萄糖基酶/水解酶7和9分别介导初级细胞壁中β-1,4-木葡聚糖的切割和聚合。Xyloglucan通常与细胞壁融合，其寡糖确定组织张力[47.]．1月(48.]发现了OsXTH8参与水稻中的细胞壁改性过程，在护套的血管束和幼根的血管束中高度表达，其中细胞迅速伸长和分化。此外，它可以响应胃肠杆菌素。他 [49.]发现了OSXTH5，OSXTH19，OSXTH20，OSXTH24和osxth28.对水稻花梗的伸长起重要作用，并能对干旱胁迫作出反应。这些研究表明OsXTH基因家族在水稻细胞壁的结构功能调控中起着重要的作用。本试验中，在CS番茄中Solyc12g011030.2和Solyc07g055990.3的表达量呈上升趋势，而在CR番茄中则呈下降趋势（无花果。5一个）.同时，CS番茄中的表达水平明显高于Cr番茄中的表达水平。这说明Cr番茄可以表现出更大的渗透胁迫阻力能力，下调xth.遇水胁迫时能增强细胞壁的基因。

DEG SOLYC10G080210.2（polygalacturonase-2）可以除去来自多糖乳酸的甲基;在番茄成熟期间，甲基化程度从绿色成熟时期的90％降低至红色成熟时期的35％[50.，加速细胞壁的降解。在一个反义PaPG1草莓转基因研究，表达水平PG显著抑制，果实软化程度显著延迟[51.]．

氧化还原过程

以往的研究表明，细胞壁中的过氧化物酶通过引起细胞壁成分交联而抑制细胞伸长，从而导致细胞壁硬化[56.，57.，58.]．过氧化物酶也可以通过控制h直接调节植物细胞伸长率₂O₂水平(59.]．solyc02g080530.3编码过氧化物，其水平在Cs番茄中显着高于Cr番茄。这些基因在CS番茄果实中的表达可以增加细胞壁硬度并阻碍细胞壁的伸长，这将导致水吸收溶胀时的果实裂缝。solyc01g081250.3编码glutathione-S-transferase（GST.）.这GST.超家族酶在植物中表现出多种功能。它们不仅参与初级新陈代谢和次生新陈代谢[70，但它们也能保护植物免受氧化损伤和异质物质[60，61，62]．根据数据分析，在灌溉治疗后，Cr番茄中SolyC01G081250.3的基因表达明显高于Cs番茄中的Cs番茄。更高的表达GST.CR能较好地维持细胞活力，配合水分胁迫对番茄果实有益。

与荷尔蒙相关的

以前的研究表明，激素可以调节细胞壁相关基因的表达。训练托[63研究了32个与细胞壁合成和降解相关的32个基因的表达。他们的研究表明，乙烯可以抑制肉质果实中这些基因的表达，而乙烯在果实成熟和软化过程中促进这些基因的表达。同时，乙烯抑制并促进对植物次生代谢物的形成的双重调节作用[64，65，66];TAPG1,在番茄中，乙烯可在转录水平诱导产生一种细胞壁降解酶[67];玫瑰(68]显示乙烯调节LeEXP1，只在果实成熟时表达。乙烯在植物中的生物合成途径是蛋氨酸循环[85，86，87]．在本研究中，DEGS的KEGG功能分析显示甲硫氨酸代谢途径的显着富集。Solyc11G042560.2编码乙烯受体，而SolyC09G008720.2编码乙烯响应转录因子，灌溉后显着上调它们的表达水平，Cs番茄中的表达水平显着上调，而不是Cr番茄。

LNCRNA通过协调激素氧化还原 - 细胞壁网络中的基因表达来调节番茄果实裂缝

刘的研究表明，植物逐渐开发了复杂的信号通路，以应对不利的环境刺激[8]．也就是说，植物从它们所处的环境中感知到不同的胁迫信号，然后整合这些信号，通过调节相关基因的表达来对这些不同的胁迫做出反应。破解是否可能也受到复杂网络的控制?

LNCRNA在表观遗传调节，细胞周期调节和许多其他活动中起重要作用。在这里，我们确定了几种参与果实裂缝的LNCRNA。大多数lncrnas没有注释，我们不知道他们的功能。为了预测这些LNCRNA的功能，我们对LNCRNA靶向MRNA的功能分析并构建了LNCRNA-mRNA网络（无花果。6；额外的文件9）．结果表明，mrna在网络中（无花果。6一个）主要富含“氧化还原过程”，“氧化还原酶活性”，“激素代谢过程”，“对激素刺激”，“催化活性”，“细胞壁组织”和“外部封装结构”类别的“反应”。我们根据其功能和金额将靶基因分为四类（细胞壁多糖代谢，氧化还原过程，激素等）。

一些LNCRNA专门针对功能MRNA，我们可以假设LNCRNA对其目标MRNA执行类似的功能。例如，许多XLOC_033910的目标基因，XLOC_007053和XLOC_008464（无花果。6b）在“双加氧酶活性”、“氧化还原过程”和“氧化还原酶活性”等类别中富集，因此我们预测它们的基因功能为“氧化还原调节”。

有些lncrna是表达差异显著的mrna的靶点，具有多种功能。例如，对于XLOC_033910（无花果。6c），目的基因(Solyc06g060070.3,Solyc07g014670.3, Solyc05g055590.2等)富集在“氧化还原酶活性”和“双加氧酶活性”项。XLOC_008464还有其他靶基因，如Solyc03g123550.1(“对激素刺激的反应”)和Solyc11g005750.2(“细胞壁”)。先前的研究[58.，59.，60，61，62，63，64，65，66，67，68，69，70，71，72，73，74，75，76，77，78，79，80]表明，氧化还原，激素和细胞墙术语是可以影响水果裂缝的所有重要因素，所以我们推测LNCRNA XLOC_7053可能在调节番茄果实裂缝方面发挥重要作用。

廖的研究得到了有力的支持Ethylene-responsive因子4（ERF4.)与西瓜果实的果皮硬度和抗裂性有关[88]．在我们的研究中，DEGS还包括乙烯，以及细胞壁和氧化还原相关基因。基于我们的研究和之前的研究[67，68，69，71，72，73，74，75，76，77，我们绘制了“激素-氧化还原-细胞壁”通路图，包括与果实开裂相关的lncRNA。

在这项研究中，通过高通量测序鉴定了对番茄开裂反应的关键基因，对指导选择新的番茄品种具有重要意义。我们还建立了LNCRNA-mRNA（激素氧化还原 - 细胞壁）网络，了解LNCRNA的果实裂缝的精确调节。据我们所知，这是第一次发现番茄果实裂缝的LNCRNA-mRNA网络。

植物材料及样品采集

通过mRNA和lncRNA测序，分析了不同番茄基因型‘LA1698’(抗裂，CR)和‘LA2683’(抗裂，CS)灌溉0 h、8 h和30 h果实的RNA表达情况。“LA2683”和“LA1698”（无花果。7）都是由番茄遗传资源中心(TGRC, University of California, Davis)引进的。LA2683和LA1698的果裂率分别为77.53和20.17%10）， 分别。两条线被选择并自授粉超过6代。2016年3月18日，所有幼苗在72插头托盘中生长。2016年4月28日，他们被移植到同一个温室，苏州昆山玉冶叶蔬菜基地（31°95，119°16'n），中国江苏省。该地区的气候属于北亚热带南季风气候区，有四个不同的季节和大量的降雨。平均年度温度为15.7°C，根据中国天气网络（）年平均降水量为1094毫米（http://www.weather.com.cn/jiangsu.）.这两个基因型并排种植。株距为30 × 50 × 100厘米。采用滴灌，保证了灌水量的一致性。施肥和虫害控制是当地种植者通常采用的方法。当第三簇果实成熟时，基于前人研究的饱和灌溉[2，16，31.]，稍作修饰，诱导果实开裂。首先采用淹水灌溉2 h。农田基本上被水淹没了，让水完全渗入土壤。然后我们采用滴灌，以保持土壤的水分饱和。灌洗0 h、8 h和30 h后，每个基因型处理将1个果实从花梗到花端切成4块，包括无果肉的外果皮和中果皮。每组有两次重复。两种基因型的样本立即在液氮中冷冻，并保存在−80°C。采样时间以形态学观察为基础。在8 h时，抗裂番茄LA1698和抗裂番茄LA2683的果实开始出现裂纹。在30h，‘LA2683’果实严重开裂，‘LA1698’果实轻微开裂。

RNA-seq分析

在中国北京诺沃金公司采集了12个样品(2个基因型，3个时间点，每个重复2个)，并进行了测序。从番茄果皮中提取RNA，用合格的RNA样本构建cDNA文库。在Illumina HiSeq 2500平台上进行转录组测序。从测序后获得的原始reads中过滤出质量低、连接子污染或未知碱基(N)含量高的序列。使用Hisat2将过滤后的高质量干净数据与ITAG4.0参考基因组进行比对[89]，而转录组则使用Cufflinks [90]．

mRNA和lncRNA的鉴定

能够与已知转录本数据进行比较的转录本被鉴定为注释mrna。

然后根据以下标准筛选:(1)外显子数≥2，(2)转录本长度≥200 bp。此外，(3)筛选出与Cuffcompare软件数据库注释的外显子区域重叠的转录本。与剪接后的转录本外显子区域重叠的lncrna被纳入后续分析。(4)使用Cuffquant计算每个转录本的表达水平，选择FPKM≥0.5的转录本。(5)两种蛋白质编码电位(CPC2 [91]及PFAM [92]）用于预测剩余转录物的蛋白质编码潜力。只有当这两种算法同时表明没有蛋白质编码电位是被认为是预测LNCRNA的序列。最后，获得了预测的LNCRNA。显示通过“CPC2”和“PFAM”对蛋白质进行编码的转录物被鉴定为新的MRNA（无花果。8）．

MRNA和LNCRNA分析

ungene的mRNA和lncRNA丰度通过外显子模型每千碱基每百万映射reads (FPKM)方法归一化。对两个样本之间的log2倍变化进行统计测试，以确定单个基因的表达是否发生了显著改变。一个问-value < 0.05和|log2 fold-change| > 1被认为是差异表达基因(DEG)。然后分析灌溉后番茄果实中mRNA和lncRNA的表达趋势。为了了解差异表达mrna的功能，我们进一步使用GOseq对这些mrna进行GO (Gene Ontology)和KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分析[93]和kobas [94]软件分别。

lncrna特征分析及lncRNA-mRNA对的鉴定

对预测的lncrna进行基因组特征分析，并与mRNA结果进行比较。比较了解lncrna基因组特征的参数包括外显子数量、ORF长度、转录本核酸长度和物种间序列保守性。

lncrna主要通过顺式调控或反式调控作用于其蛋白编码的靶基因，实现其调控功能。lncrna的功能之一是对同一等位基因的相邻基因进行顺式调控;位于基因上游/下游不到100 kb的lncrna可能起着顺式调节的作用。上游lncrna与启动子或其他顺式元件相交，可在转录过程中或转录后调控基因表达。3'UTR区域或下游lncrna可能执行其他调控功能[95]．lncrna的另一个功能是对不与lncrna相邻的共同表达基因进行反式调节。反式调控分析需要多次重复，以保证结果的准确性和说服力，不推荐小于6的样本[96，97]．所以在本研究中，我们分析了顺式调控的lncrna。将mRNA上下游100 kb范围内的LncRNA识别为LncRNA -mRNA对，通过cis靶基因功能富集分析预测LncRNA的功能。

中存在的验证

使用RNAprep Pure Plant Kit(天根生物技术有限公司(北京，中国))按照厂家说明从番茄果实中提取总RNA。用5 μl总RNA和abm的5X All-In-One MasterMix合成cDNA。qRT-PCR在cfx96 Touch RT-PCR检测系统(Bio-Rad, USA)中使用abm公司的EvaGreen 2X qPCR MasterMix-Low ROX进行。然后，从这些deg中随机选取9个deg，验证rna测序结果。采用Premier 5.0设计基因特异性引物[98] 和施作为参考基因[30.]．使用2计算基因表达的相对水平^——ΔΔCT方法 [99]。引物的序列列在附加文件中11．

在当前研究期间和/或分析期间生成的数据集包含在本发表的文章（及其补充信息文件）中。本研究中的所有RNA测序数据都在登录号下的NCBI序列读取存档（SARRA）中提供：SAMN14409497，SAMN14409498，SAMN14409500，SAMN14409501，SAMN14409502，SAMN14409503，SAMN14409504，SAMN14409505，SAMN14409506，SAMN14409507和SAMN14409508（SAMN14409508）https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/PRJNA613785）.

CS:

易感易感

克雷格:

聚丙烯纤维

CS 0 h:

灌溉前番茄易裂果实(0 h)

CS 8 h:

灌水8 h后易裂番茄果实

CS 30 h:

易裂番茄果实灌水30 h后

CR 0 h:

灌溉前抗裂番茄果（0小时）

CR 8 h:

灌溉8小时后，抗​​性番茄果实

30 h CR:

抗裂番茄果实灌水30 h后

度:

差异表达基因

去：

基因本体论

KEGG:

京都基因和基因组百科全书

QRT-PCR：

定量实时聚合酶链反应

FPKM:

每千万个碱基对测序的转录本序列的预期片段数

不适用。

该工作得到了中国国家自然科学基金的补助金（第3170.1924号），中央大学的基本研究基金（No.KJQN201814，Kyzz201909）和江苏高等教育机构的优先学术计划发展。该资助者提供了财务，但在研究设计中没有发挥作用，对数据分析和写作稿件。

从属关系

1. 南京农业大学园艺学院，南京南京，中国宣武区210095

   薛凌子，吴震，于璐，蒋芳玲

2. 2 .农业部华东园艺植物生物学与种质创新重点实验室，江苏南京210095

   薛凌子，吴震，于璐，蒋芳玲

3. 中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京市海淀区中关村南大街，10081

   Mintao太阳

4. 乌鲁木齐沙伊巴克区南昌路403号，新疆农业科学院蔬菜研究所，830091

   余庆辉，唐亚平

贡献

JFL LED并协调项目。XLZ和SMT收集了植物材料。yl和xlz孤立的RNA。SMT和典型进行实时定量PCR。XLZ，WZ和YQH进行了生物信息学分析。XLZ，SMT和JFL写了这篇论文。JFL是相应的作者，负责所有联系和通信。所有作者都已经阅读并赞成最终的手稿。

相应的作者

对应于围攻江．

伦理批准和同意参与

不适用。

同意出版物

不适用。

利益争夺

提交人声明报告的研究中没有竞争利益。

出版商的注意事项

施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构附属机构的管辖权要求保持中立。

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