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沈亚欧教授团队解析phasiRNA介导玉米铅耐受性的分子机制
作者:邹超英        审稿:戢俊臣        发布时间:2024-07-30        阅读量:

铅是农业生产中主要的重金属污染物之一,环境中过量的铅影响植物生长发育、籽粒产量和品质,并通过食物链威胁人类健康。相位小分子干扰RNA(phasiRNA)是植物体内一类特殊的内源性小RNA,它们调控植物生长发育和对环境胁迫的耐受性。

近日,沈亚欧教授团队在国际期刊Plant Physiology发文,揭示了一个玉米PHAS 位点(ZmTAS3j)衍生的phasiRNA介导玉米铅积累和铅耐受性的分子机制。

该团队构建了305份玉米自交系在铅胁迫下的小分子RNA文库,鉴定出起源于13个PHAS基因的55个高置信度phasiRNA。其中44个phasiRNA的表达丰度在群体水平上与玉米根系中铅积累量高度相关,这些phasiRNA的靶基因主要富集在离子转运和离子输入通路。eGWAS分析进一步揭示,ZmTAS3j受其3’端一个顺式eQTL(eQTL1)调控,影响其表达量并导致玉米群体根系中铅含量变异。进一步利用瞬时表达系统、5’RACE、拟南芥异源表达和玉米过表达等方法,验证了ZmTAS3j受zma-miR390的靶向剪切进而产生tasiARF,tasiARF作用于ZmARF3转录因子,影响其下游靶基因ZmHMA3ZmSAURs的表达,最终介导玉米根系中铅积累量和铅耐受性。该研究为玉米重金属耐受性的遗传改良提供了新的分子靶点。

图 ZmTAS3j调控玉米铅积累和铅耐受性的分子模型

四川农业大学毕业博士李昭玲为该论文第一作者,沈亚欧教授为通讯作者。四川农业大学马浪浪副教授、侯凤霞讲师、邹超英讲师、毕业硕士姜丽王晨、在读博士龙萍张敏燕、毕业博士刘鹏黄永财教授也为该研究做出了重要贡献。本研究得到十四五国家重点研发计划项目、四川省科技厅青年创新团队项目、面上项目、스포츠 베팅 사이트项目等资助。

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