摘要: 5月1日，美國科學(xué)院院刊（PNAS）雜志在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)學(xué)習(xí)院植物逆境生物學(xué)學(xué)習(xí)中心朱健康學(xué)習(xí)組題為Short tandem target mimic rice lines uncover functions of miRNAs in regulating importa ...
5月1日，美國科學(xué)院院刊（PNAS）雜志在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)學(xué)習(xí)院植物逆境生物學(xué)學(xué)習(xí)中心朱健康學(xué)習(xí)組題為Short tandem target mimic rice lines uncover functions of miRNAs in regulating important agronomic traits 的學(xué)習(xí)論文，該學(xué)習(xí)利用STTM技術(shù)大規(guī)模沉默水稻miRNA，并發(fā)現(xiàn)了多種miRNA的新功能，為進(jìn)一步深化miRNA功能學(xué)習(xí)和水稻遺傳改良提供了有效資源。 MicroRNA（miRNA）是一類在生物體內(nèi)普遍存在的非編碼、長度約21個核苷酸的小分子RNA，它在調(diào)控植物的器官發(fā)育、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和響應(yīng)逆境脅迫過程中起著重要作用。由于miRNA基因較小，且大多數(shù)miRNA家族都有多個成員組成，具有遺傳冗余性，所以很難通過傳統(tǒng)的基因功能缺失突變體的方式來學(xué)習(xí)miRNA的功能。目前對miRNA的學(xué)習(xí)主要通過過量表達(dá)miRNA或過量表達(dá)miRNA抗性靶基因（miRNA-resistant）。但miRNA一般調(diào)控多個靶基因，這些方法只能局部反應(yīng)miRNA的功能。近來發(fā)明的靶標(biāo)模擬技術(shù)，例如靶標(biāo)模擬（target mimic，TM）和短串聯(lián)靶標(biāo)模擬（short tandem targets mimic，STTM），可以有效地阻礙內(nèi)源miRNA的活性，這使得從基因組水平大規(guī)模學(xué)習(xí)miRNA功能成為可能。 該工作利用STTM技術(shù)降低了35個水稻重要miRNA家族的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)了水稻許多miRNA調(diào)控農(nóng)藝性狀的新功能，同時驗證了miRNA也可以作為作物改良的重要靶標(biāo)。在STTM-miRNA水稻株系中，發(fā)現(xiàn)miRNA參與調(diào)控了水稻株高、分蘗數(shù)、穗粒數(shù)等眾多重要的農(nóng)藝性狀，且這種受調(diào)控的表型可在連續(xù)5代中穩(wěn)定遺傳。通過這種方法，學(xué)習(xí)人員發(fā)現(xiàn)了多數(shù)miRNA具有一些重要的新功能，比如miR172具有影響莖的發(fā)育和穗的密度、miR156具有影響根發(fā)育的新功能。同時，通過對miRNA的遺傳調(diào)控，證明了miRNA可以作為作物改良的重要靶標(biāo)。比如通過調(diào)控miRNA398的表達(dá)水平，可以提高水稻的穗粒數(shù)和穗長等，進(jìn)而提高水稻的產(chǎn)量。 該工作不但擴(kuò)展了人們對水稻中miRNA功能的認(rèn)識，也為進(jìn)一步學(xué)習(xí)水稻miRNA功能和水稻品種改良提供了寶貴的資源；而且水稻中miRNA的功能也能很好地擴(kuò)展到其它重要農(nóng)作物中。 該工作得到了中科院等經(jīng)費(fèi)的支持。
