基因组中的“暗物质”可能隐藏着决定作物未来命运的关键密码！近年来，小肽（small peptide）作为其中重要组成部分，因其在基因表达调控、环境适应及信号传递等过程中发挥重要作用，逐渐成为生命科学领域的研究热点。随着高通量测序技术的发展，非常规肽（Non-conventional Peptides, NCPs）也逐步被发现，为基因组学研究开辟了新边界。

小肽是由2-100个氨基酸组成的短链多肽分子。它们广泛参与了基因表达调控、细胞间通讯、环境适应等多种生物学过程。例如：

• 在植物中，小肽不仅能调控植物生长发育，还能响应胁迫，增强抗病能力。

• 在动物和微生物中，小肽参与信号传递，甚至具有抗菌、抗病毒活性。

例如：多种研究已证实，小肽-受体激酶信号通路在植物生长调控及环境适应中发挥着重要作用（见下图）

小肽-受体激酶调控植物生长发育和环境适应性的分子机制示意图

尽管如此，由于小肽长度短、表达量低，其研究长期面临技术瓶颈，许多潜在的功能小肽尚未被发现或注释。

尽管小肽功能强大，但其研究面临诸多技术瓶颈

小肽的编码区域不仅限于常规的编码序列（CDS），还可能来自基因组的非编码区，如内含子、UTRs、基因间区，甚至是长非编码RNA。这使得传统基因组注释难以覆盖小肽的来源区域。

许多小肽通过非标准阅读框或非传统翻译机制生成（如非AUG起始翻译），这些翻译事件难以被常规的蛋白质组学或基因组学工具捕捉。

小肽通常量低、稳定性差，质谱检测容易受背景噪音干扰，导致鉴定结果不准确，进一步影响下游功能研究。

由于这些技术难题，目前大多数基因组研究中小肽的注释工作尚处于起步阶段，许多潜在的功能小肽未被发现，从而限制了小肽在功能基因组学和作物育种中的开发与应用。

小肽分为两大类：

• 常规肽（Conventional peptides, CPs）：

来源于基因组中注释明确的编码序列，如系统素（systemin）、CLAVATA3/Embryo surrounding region-related （CLE）、rapid alkalization factor （RALF）等。它们通常作为信号分子，在植物发育、胁迫响应中发挥重要作用。

• 非常规肽（Non-conventional peptides, NCPs）：

来源更加广泛，包括基因间区、内含子、非翻译区（UTRs）等。这些肽通过非标准阅读框或非传统翻译机制生成，其生物学功能正在逐步显现。

为了解决小肽鉴定和注释的技术瓶颈，贝纳基因推出了全新的基因组注释高级版本，通过整合多种方法，为科研工作者提供精准、高效的小肽注释解决方案：

小肽及非常规肽注释路线图

某物种小肽长度分布图

某物中小肽结构分布图

结合上述技术方案，贝纳基因在多个基因组项目中帮助研究者发现了新型小肽和非常规肽，进一步揭示了这些肽在生物过程中的重要作用。这些成果不仅为功能基因组学提供了新视角，也为作物育种开辟了全新路径。

小肽及非常规肽的研究为功能基因组学和作物育种提供了广阔的发展空间。贝纳基因致力于帮助科研工作者挖掘基因组中更多隐藏的“代码”，探索其潜在价值。通过高级注释版本的推出，我们期待为基因组学研究和作物改良提供更大的助力。

欢迎联系我们，共同开启小肽研究的新篇章！

参考文献：

1. Wang S, et al. Large-Scale Discovery of Non-conventional Peptides in Maize and Arabidopsis through an Integrated Peptidogenomic Pipeline. Mol Plant. 2020.

2. Huan Chen, et al. Non-conventional peptides in plants: From gene regulation to crop improvement. Crop J, 2023.

3. Qianwen Lv, Yongfang Yang. The biological functions of peptide signaling in plant and the advances on its utilization for crop improvement. Hereditas(Beijing), 2023.