中國熱科院生物所功能基因研究團(tuán)隊在木薯干旱逆境適應(yīng)機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展，研究明確了一個新的調(diào)控木薯干旱逆境適應(yīng)的關(guān)鍵長鏈非編碼RNA（lncRNA），確定了該lncRNA介導(dǎo)木薯響應(yīng)干旱逆境的機(jī)制，為培育抗逆木薯新種質(zhì)提供了新的基因資源和理論支撐。

 

　　木薯（Manihot esculenta）儲藏根富含淀粉，是全球熱帶、亞熱帶地區(qū)近8億人糧食的主要來源。在我國，木薯主要用途是食用、飼用和工業(yè)上開發(fā)利用。lncRNA是生物界廣泛存在的一種非編碼RNA。在高等植物中，lncRNA是重要的抗逆調(diào)節(jié)因子，能夠調(diào)節(jié)植物基因表達(dá)、次生代謝物合成及代謝，提高植物逆境耐受力。然而，目前尚未有關(guān)于lncRNA在木薯干旱脅迫中的功能研究。

 

　　研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)在木薯植株中表達(dá)DROUGHT-INDUCED INTERGENIC lncRNA （DIR）能夠提高植株耐旱性。深入研究發(fā)現(xiàn)，DIR可通過提高滲透保護(hù)物質(zhì)（如脯氨酸）的積累和改變干旱逆境響應(yīng)基因的表達(dá)，提高木薯干旱耐受性。此外，研究還發(fā)現(xiàn)DIR可招募信使RNA（mRNA）核外轉(zhuǎn)運(yùn)以及蛋白質(zhì)質(zhì)量控制（Protein quality control）途徑相關(guān)的蛋白，表明DIR與mRNA轉(zhuǎn)運(yùn)、蛋白質(zhì)代謝過程密切相關(guān)。

 

　　相關(guān)研究結(jié)果以“A novel long non-coding RNA, DIR, increases drought tolerance in cassava by modifying stress-related gene expression”為題發(fā)表在JCR一區(qū)期刊Journal of Integrative Agriculture。我院已畢業(yè)碩士董世滿為論文第一作者，生物所功能基因研究團(tuán)隊彭明研究員、廖文彬研究員、李淑霞副研究員、廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所嚴(yán)華兵研究員為論文的共同通訊作者。李淑霞副研究員長期從事植物應(yīng)答非生物脅迫的分子機(jī)制研究，先后挖掘了多個低溫、干旱相關(guān)的重要lncRNA，為下一步創(chuàng)制抗逆木薯新種質(zhì)提供了重要理論參考。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃及中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等項目的支持。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jia.2022.07.022