我校揭示circRNA直接参与植物干旱胁迫应答

发表日期：2019-03-12 11:32PM 阅览次数：

南湖新闻网讯（通讯员张佩何能）近日，The Plant Journal杂志在线刊发了我校代明球教授课题组题为“A large-scale circular RNA profiling reveals universal molecular mechanisms responsive to drought stress in maize and Arabidopsis”的研究论文。该研究通过大规模测序和转基因的方法揭示了circRNA在玉米和拟南芥应对环境干旱胁迫中扮演的重要作用，为作物的抗旱遗传改良提供了新的思路与理论基础，为玉米抗旱育种提供了潜在的新型分子标记。

在该研究中，作者通过对不同干旱程度的玉米及拟南芥苗期叶片进行circRNA及转录组测序，分别检测到了2174和1354个高可信度的circRNA，其中大部分在干旱处理前后存在表达量差异，表明在植物中存在大量与干旱胁迫应答相关的circRNA，后续的PCR及荧光定量PCR结果也证实了这一结论。此外，在玉米和拟南芥所产生circRNA的宿主基因 (host gene) 中，同源基因达到40%，涉及多种保守的信号通路，表明circRNA调控植物抗旱在不同物种中既有保守性也存在物种差异性。同时，作者还发现玉米中circRNA的产生与sRNA的富集呈显著负相关，推断植物circRNA可能也存在分子海绵作用，通过调控sRNA在植物体内的含量进而调控靶基因的表达。在368份玉米自交系中，circRNA宿主基因中存在大量与circRNA表达和干旱胁迫响应显著关联的SNP/InDel位点，从遗传学上给出了circRNA参与植物抗旱胁迫应答的证据，相关的SNP/InDel以及circRNA可作为玉米抗旱选育潜在的新型分子标记。为进一步验证circRNA的功能，作者在拟南芥中超量表达了circGORK (guard cell outward-rectifying K+-channel)，发现转基因家系的种子萌发对ABA超敏感，且植株表现出更加耐旱的表型，表明circGORK是拟南芥干旱胁迫应答正调控因子，为circRNA直接调控干旱胁迫应答提供了有力证据。

我校遗传改良国家重点实验室的博士生张佩、硕士范渊和博士生孙霄鹏为该论文的第一作者，代明球教授为该论文的通讯作者。我校玉米组李林教授、美国Wilkes University的William Terzaghi教授、法国Université d\&\#39\;Angers的Etienne Bucher教授也参与了这项工作。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/tpj.14267

审核人：代明球

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