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山東農業(yè)大學揭示內含子miRNA作為“信號轉換器”調控植物抗逆的新機制

2023-12-21 00:24:50
蔬菜 2023年9期
關鍵詞:內含子擬南芥課題組

2023年8月,《New Phytologist》在線發(fā)表了山東農業(yè)大學生命科學學院鄭成超課題組題為“Intronic microRNA-directed regulation of mitochondrial reactive oxygen species enhances plant stress tolerance inArabidopsis”的研究論文。該研究闡明了內含子剪切是調控內含子miRNA加工的關鍵步驟,內含子miRNA可以作為“信號轉換器”在增強植物抗逆性中發(fā)揮重要作用。

為詳細研究內含子miRNA的加工剪切過程,課題組構建并創(chuàng)制了能夠觀察內含子miR400剪切的含熒光素酶報告基因的遺傳材料。通過大范圍的篩選發(fā)現(xiàn),重金屬鎘離子處理會特異誘導miR400的內含子發(fā)生保留,成熟miR400的產生受到抑制;過表達miR400降低了擬南芥鎘脅迫抗性,敲低miR400表達則增強了擬南芥鎘脅迫抗性。進一步研究發(fā)現(xiàn),這種剪切抑制miRNA的產生進一步解放了miR400的靶基因PPR1。PPR1定位于線粒體,直接影響電子傳遞鏈中的線粒體復合體III(Complex III)活性和線粒體編碼基因ccmB的RNA編輯,能夠通過維持較低的ROS水平來增強擬南芥鎘脅迫抗性。綜上,該研究首次發(fā)現(xiàn)并報道植物內含子miRNA可以作為“信號轉換器”,接收外界脅迫信號,通過對其靶基因的嚴格調控,將信號傳遞到線粒體中,真正實現(xiàn)RNA splicing - miRNA targeting - RNA editing的信號轉換。

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