近日,中国热科院生物所木薯逆境生物学团队揭示了富含丝氨酸/精氨酸的剪接因子MeSR45-2和MeSR34b通过招募组蛋白乙酰化复合体与转录因子,激活下游低温响应基因表达,从而正向调控木薯耐寒性的新机制。

图1.MeSR45-2和MeSR34b调控低温响应基因表达模式图
SR剪接因子在植物生长发育过程中发挥关键作用,然而其在木薯低温响应中的具体功能此前尚不明确。团队发现,过表达MeSR45-2或MeSR34b的转基因木薯株系在低温胁迫下表现出明显的抗寒表型。分析显示,MeSR45-2和MeSR34b过表达对全基因组可变剪接事件影响有限,且并未改变靶标mRNA的稳定性,提示其作用机制超越了经典的剪接调控功能。研究发现MeSR45-2与组蛋白H4乙酰化酶NuA4复合体亚基MeEPL1a及转录因子MeSPL13a、MeTCP15b存在物理互作。这些转录因子可直接结合低温响应基因MeWRKY30、MeNAC026、MeDREB2a的启动子并激活其表达。过表达MeWRKY30的转基因木薯株系同样表现出显著增强的抗寒性,进一步证实了该调控通路的生物学功能。
相关研究成果为理解剪接因子在植物逆境应答中的非经典功能提供了全新视角,并为抗寒木薯品种的遗传改良提供了理论依据和潜在分子靶点。
相关研究成果以“Splicing factor SR45 enhances cold tolerance in cassava by recruiting Nu4A complex and transcription factors to activate WRKY30”为题发表于《Plant, Cell & Environment》。中国热科院生物所/海南大学联培博士生李智博为第一作者,李淑霞研究员、于晓玲研究员和阮孟斌研究员为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金、海南省自然科学基金、热带作物生物育种全国重点实验室项目的资助。
文章链接:http://doi.org/10.1111/pce.70514