上海生科院揭示两个miRNA拮抗调节植物生长发育新机制

2014-4-08 10:48 来源: 上海生命科学研究院
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  4月3日,中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所陈晓亚研究组在PLoS Genetics上在线发表题为Interaction between Two Timing MicroRNAs Controls Trichome Distribution in Arabidopsis 的研究论文。该文揭示了miR171与miR156的靶蛋白通过相互作用控制植物生长发育,这对全面认识植物中这两类保守miRNA的功能具有重要意义。

  拟南芥表皮毛的发育在时间和空间上受到严格的控制,而且表皮毛分布特征与植物时相转换紧密相关。拟南芥进入生殖生长后,随着抽苔和茎节的生长,主茎新生表皮毛数量急剧下降,花序各器官几乎无毛。已知miR156通过其靶基因SPL调控植物的开花时间,控制茎秆和花器官表皮毛数目。该组博士生薛学义发现,受miR171调节的LOM基因也显著影响表皮毛分布。一个重要的问题是,这两个miRNA是否通过交叉互作而发挥作用呢?

  LOM基因编码含有GRAS功能域的转录因子。研究发现,LOM可与miR156靶向的SPL蛋白相结合,从而削弱SPL对下游基因的转录激活作用,影响茎秆表皮毛分布。同时LOM-SPL互作还影响植物其他生长发育过程,如侧枝发生和开花时间等。此外,该研究揭示MIR171A的表达受到其靶蛋白LOM的正调控,形成反馈机制,确保植物体内miR171和LOM的动态平衡。

  由于棉纤维也是一种表皮毛,而miR156和miR171在植物中高度保守,该研究对棉纤维发育调控研究具有指导意义。