北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李磊研究員課題組在The Plant Cell雜志在線(xiàn)發(fā)表了題為“MicroRNA775 Regulates Intrinsic Leaf Size and Reduces Cell Wall Pectin Levels by Targeting a Galactosyltransferase Gene in Arabidopsis”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)，miR775通過(guò)靶向一個(gè)編碼半乳糖基轉(zhuǎn)移酶的基因調(diào)控細(xì)胞壁果膠含量從而決定擬南芥內(nèi)在器官大小。
miRNA對(duì)靶基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制在植物中廣泛存在，在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。同時(shí)，植物初生細(xì)胞壁也是細(xì)胞生長(zhǎng)和組織器官發(fā)育的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，具有十分復(fù)雜的成分和結(jié)構(gòu)組成，細(xì)胞壁多糖基質(zhì)的合成與修飾需要多個(gè)基因參與。然而目前還沒(méi)有miRNA如何調(diào)控細(xì)胞壁生物合成的系統(tǒng)性研究。為解答這一問(wèn)題，課題組通過(guò)生物信息學(xué)方法，在模式植物擬南芥中鑒定了23個(gè)靶向細(xì)胞壁生物合成基因的miRNA，命名為細(xì)胞壁miRNA（CW-miRNA）。課題組以miR775為例，進(jìn)行了深入的遺傳和生化研究，發(fā)現(xiàn)miR775能夠靶向一個(gè)編碼糖基轉(zhuǎn)移酶31家族的半乳糖基轉(zhuǎn)移酶基因GALT9，而miR775-GALT9通路主要通過(guò)改變細(xì)胞大小來(lái)調(diào)控葉片及其它相關(guān)器官的大小。基于基因共表達(dá)分析、細(xì)胞壁單糖定量測(cè)量、共焦拉曼成像、果膠**標(biāo)記和原子力顯微鏡分析等結(jié)果，闡明了該通路調(diào)控細(xì)胞壁的果膠水平和細(xì)胞壁彈性模量來(lái)控制細(xì)胞大小并進(jìn)而調(diào)控器官大小（圖1）。
這項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，miR775受到上游轉(zhuǎn)錄因子HY5的負(fù)向調(diào)控，構(gòu)成了HY5-MIR775-GALT9雙重抑制通路，遺傳學(xué)證據(jù)表明，HY5通過(guò)抑制miR775的表達(dá)以調(diào)控細(xì)胞壁果膠水平和細(xì)胞壁彈性模量進(jìn)而調(diào)節(jié)器官大小（圖2）。以上結(jié)果揭示了基于miRNA的細(xì)胞壁基因調(diào)控在控制器官大小方面的作用機(jī)制，突出了系統(tǒng)研究植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞壁miRNA功能的必要性，對(duì)深入理解植物器官大小形成機(jī)制具有重要意義，同時(shí)為改良作物農(nóng)藝性狀提供了新的思路。(生物谷Bioon.com）
鄭重聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息之目的，如作者信息標(biāo)記有誤，請(qǐng)聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。
