近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)萬建民院士團(tuán)隊(duì)在Plant Biotechnology Journal在線發(fā)表了題為“Du13 encodes a C2H2 zinc-finger protein that regulates Wxb pre-mRNA splicing and microRNA biogenesis in rice endosperm”的研究論文。

 

　　直鏈淀粉含量是稻米蒸煮食味品質(zhì)的主要決定因素。Wx基因編碼的淀粉顆粒結(jié)合淀粉合酶（GBSSI）在直鏈淀粉的合成中起關(guān)鍵作用。Wx基因有Wxa和Wxb兩種等位變異，存在于秈稻中的Wxa比在粳稻中的Wxb具有更強(qiáng)的轉(zhuǎn)錄活性，導(dǎo)致秈稻具有更高的直鏈淀粉含量。而Dull基因可調(diào)控Wxb基因的剪接和轉(zhuǎn)錄效率，dull突變體通常表現(xiàn)暗胚乳表型和更低的直鏈淀粉含量及更好的食味品質(zhì)。但Wxb剪接如何受不同Dull基因調(diào)控尚不清楚。

 

　　該研究克隆了一個(gè)調(diào)控稻米直鏈淀粉含量的新基因Du13，該基因編碼一個(gè)C2H2鋅指蛋白，主要增強(qiáng)Wxb的剪接效率，該基因突變導(dǎo)致Wxb第1內(nèi)含子的剪接效率急劇下降，從而導(dǎo)致GBSSI蛋白和活性顯著降低，直鏈淀粉含量降低。隨后研究發(fā)現(xiàn)，Du13突變還影響了胚乳內(nèi)許多pre-mRNA的可變剪接，并降低了一些重要microRNA的豐度。這些microRNA的前體在du13胚乳中積累，說明Du13影響microRNA前體的加工。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Du13與microRNA加工所需的關(guān)鍵蛋白OsHYL1互作。該研究揭示了mRNA和microRNA加工之間的緊密聯(lián)系，在單、雙子葉植物中均是進(jìn)化上保守的，并展現(xiàn)了Du13基因在改良水稻食味品質(zhì)中的應(yīng)用價(jià)值。

 

　　南京農(nóng)業(yè)大學(xué)已畢業(yè)博士生蔡躍和張文偉副教授、博士生傅玉雙、單壯壯為論文的共同第一作者，萬建民院士為本文的通訊作者，中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所王海洋研究員和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鮑依群教授也參與了此項(xiàng)研究。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ?xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、中央高校基本業(yè)務(wù)費(fèi)、江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金等項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：

 

　　https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13821