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作者及机构：本文由Anthony A. Millar撰写，他来自澳大利亚国立大学生物学研究学院植物科学系（Division of Plant Science, Research School of Biology, The Australian National University, Canberra ACT 2601, Australia）。文章于2020年2月5日发表在期刊Plants上。
主题：本文的主题是探讨植物中microRNAs（miRNAs，微小RNA）的功能及其在植物生物学中的重要性。文章作为Plants期刊特刊的社论，介绍了特刊中多篇研究miRNAs在植物发育、环境响应和农业应用中的作用的论文。
主要观点及论据：
miRNAs在植物发育中的功能
miRNAs在植物发育中扮演了关键角色，特别是在调控高度保守的转录因子或其他调控基因方面。例如，miR171是一种古老的miRNA，存在于所有陆地植物中，负调控编码GRAS-domain SCARECROW-like转录因子的基因。在番茄中，miR171家族有11个成员，研究使用短串联靶标模拟（short tandem target mimic, STTM）技术抑制miR171的功能，发现其不仅影响番茄的分枝和叶片形态发生，还参与雄性发育，特别是绒毡层发育和花粉形成。这些研究揭示了miR171在番茄发育中的多样化作用。
miRNAs在环境响应中的作用
miRNAs在植物对非生物胁迫（如热、干旱和盐胁迫）的响应中具有重要作用。例如，Pegler等人通过RNA测序（RNA-seq）技术分析了拟南芥在热、干旱和盐胁迫下miRNAs的丰度变化，发现许多miRNAs在这些胁迫条件下显著变化，表明它们可能在胁迫响应中发挥重要功能。此外，Njaci等人在耐脱水植物Tripogon loliiformis中鉴定了在极端水分亏缺条件下miRNAs的丰度变化，发现许多保守的miRNAs在根和茎中差异积累，反映了在极端胁迫下代谢和生理的广泛变化。这些研究为未来利用miRNAs开发作物耐胁迫性奠定了基础。
miRNAs在营养可用性调控中的作用
miRNAs的丰度也响应营养可用性。例如，Shahbaz和Pilon研究了铜（Cu）限制条件下miR397、miR398和miR408的功能，发现通过STTM技术抑制这些miRNAs会导致其靶标mRNAs水平升高，间接降低了光合作用关键蛋白质体蓝素的水平，从而影响光合电子传递活性和植物生物量。此外，Peglar等人研究了miR399介导的磷酸盐2（PHO2）调控机制，发现拟南芥中双链RNA结合蛋白（DRB）家族的DRB1、DRB2和DRB4在miR399调控PHO2中起重要作用，涉及mRNA切割和翻译抑制机制。这些研究揭示了miRNAs在植物营养调控中的复杂性。
miRNAs调控的复杂性
miRNAs的功能本身可能受到其他RNAs的调控。例如，非编码RNA转录本可能作为miRNA的诱饵或靶标模拟物，通过结合miRNAs抑制其功能。Capelari等人通过生物信息学挖掘Argonaute免疫沉淀（AGO-IP）文库的RNA-seq数据，鉴定了数千个潜在的环状RNAs（circular RNAs），其中许多包含miRNA结合位点，表明环状RNAs可能在植物中作为竞争性内源RNAs（ceRNAs）发挥作用。此外，miRNAs不仅通过切割靶标转录本发挥作用，还可能触发次级siRNAs（如trans-acting siRNAs, tasiRNAs和phased siRNAs, phasiRNAs）的产生，进一步放大基因沉默效应。
miRNAs在农业中的应用潜力
由于miRNAs在植物发育和胁迫响应中的核心作用，其在农业中的应用潜力巨大。Zhang等人总结了玉米中不同基因沉默途径和核心机制，详细描述了miRNAs、phasiRNAs和tasiRNAs调控的性状及其在玉米农艺改良中的潜在应用，包括发育时间、植株结构、性别决定、育性和非生物胁迫抗性。这些研究为未来在重要作物中应用miRNAs知识以实现重要农艺目标提供了方向。
意义与价值：
本文作为Plants期刊特刊的社论，系统地总结了miRNAs在植物生物学中的多方面作用，包括发育、环境响应、营养调控和农业应用。特刊中的研究不仅深化了对miRNAs功能的理解，还为未来利用miRNAs开发作物耐胁迫性和提高农艺性状提供了重要的理论基础和技术支持。本文的发表为植物miRNAs研究领域的学者提供了宝贵的研究进展综述，并指出了未来研究的方向和挑战。
这篇报告详细介绍了文档的主要观点及其支持证据，并总结了其在学术领域的重要性和应用价值。