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福建农林大学Cell子刊发表miRNA新发现

2016.7.06

  来自福建农林大学、北京大学和河北省农林科学院的研究人员证实,在水稻中病毒诱导的MicroRNA319通过抑制茉莉酸介导的防御促进了病毒感染。这一研究发现发布在7月4日的Molecular Plant杂志上。

  福建农林大学的吴建国(Jianguo Wu)副教授与吴祖建(Zujian Wu)教授是这篇论文的共同通讯作者。前者主要从事植物病毒的分子生物学以及病毒与寄主互作的相关研究。后者在科研上主要进行水稻病毒分子生物学和抗病毒 天然产物研究,在水稻条纹病毒的致病性变异及其机理、病毒的群体遗传、水稻抗病毒信号传导和抗病毒天然产物的分离纯化与作用机制等研究方面取得较大进展。

  miRNA是一类长度为20-24核苷酸的单链小RNA。它们通过碱基互补配对的方式识别靶基因,并在转录后水平上剪切靶基因或(和)抑制靶基因的 翻译过程。无论在动物还是在植物中,miRNA都起着关键的调控作用。近年来,大量的研究证实miRNAs参与了植物生长发育的各个方面,包括根、叶、花 等器官的形态建成、细胞分化、组织形成、新陈代谢、激素分泌、信号传导,逆境胁迫响应等生物学过程。

  2013年,来自中山大学生命科学学院、华南师范大学和中国科学院遗传与发育生物学研究所的研究人员,证实microRNA OsmiR397过表达可增加谷粒大小,促进圆锥花序分枝,从而提高水稻的产量。这一研究发现发表在7月21日的Nature Biotechnology杂志上。

  2014年,杭州师范大学沈波教授的团队携手中国水稻研究所庄杰云教授的团队系统研究了miRNAs在水稻叶片衰老过程中发挥的作用,研究成果发表 在12月刊的PLoS ONE上。此项研究成果为理解miRNA介导水稻叶片衰老提供了重要信息,并为水稻育种奠定了重要基础。

  2015年12月,来自武汉大学生命科学学院的研究人员证实,阻断miR396可通过塑造花序结构来提高水稻产量。这一研究发现发布在Nature Plants杂志上。

  在这项新研究中,研究人员证实水稻齿叶矮缩病毒(RRSV)感染可提高miR319的 累积,抑制宿主植物中受miR319调控的TCP基因,尤其是TCP21基因表达。过表达miR319或下调TCP21的转基因水稻植物显示疾病样表型, 与野生型植物相比对RRSV的易感性显著增高。相比之下,在过表达TCP21的RRSV感染水稻品系中只观察到轻微的疾病症状。这在过表达抵抗 miR319的TCP21的转基因植物中尤为明显。他们证实RRSV感染及过表达miR319可导致内源性茉莉酸(JA)水平降低,及水稻中与茉莉酸生物 合成和信号传导相关的基因表达下调。而用茉莉酸甲酯(MeJA)处理水稻可以减轻RRSV引起的疾病症状,并减少病毒累积。

  因此,这些研究结果表明了,在水稻中RRSV感染诱导miR319抑制了茉莉酸介导的防御,促进了病毒感染和症状发展。

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