玉米等禾本科作物的花藥中大量積累兩種不同大小的phasiRNA （21 nt和24 nt），其中21-nt phasiRNA主要在減數(shù)分裂前積累，因此也被稱為premeiotic phasiRNA，24-nt phasiRNA主要在減數(shù)分裂發(fā)生時(shí)積累，也被稱為meiotic phasiRNA。這兩種已知的phasiRNA都源自基因組的非編碼區(qū)域，由兩個(gè)不同的生物合成途徑產(chǎn)生。水稻、玉米等作物中的前期研究表明這些phasiRNA途徑基因的突變能夠造成溫度或者光周期敏感的雄性不育，對(duì)作物育種具有重要意義。
近日，Proceedings of National Academy of Sciences （PNAS）期刊以“Premeiotic 24-ntphasiRNAs are present in theZeagenus and unique in biogenesis mechanism and molecular function”為題在線發(fā)表了華中農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米團(tuán)隊(duì)與美國(guó)唐納德·丹佛斯植物科學(xué)中心等單位的合作研究成果。該研究通過花藥多個(gè)發(fā)育時(shí)期的小RNA、mRNA轉(zhuǎn)錄組和降解組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，玉米及其野生近緣種大芻草中廣泛存在一種在減數(shù)分裂前富集的24-nt phasiRNA。這些premeiotic 24-nt phasiRNA的產(chǎn)生機(jī)制及分子功能均不同于已知的meiotic 24-nt phasiRNA：它們不由microRNA激發(fā)產(chǎn)生，不被AGO18結(jié)合，而且不能介導(dǎo)自身前體RNA的順式切割（cis-cleavage）。這些結(jié)果表明premeiotic24-nt phasiRNA構(gòu)成一種新的phasiRNA，而且其產(chǎn)生機(jī)制、分子功能和發(fā)育生物學(xué)功能都亟待進(jìn)一步研究。
此外，該研究通過對(duì)前期發(fā)表的水稻花藥小RNA數(shù)據(jù)重分析發(fā)現(xiàn)水稻中也存在類似的premeiotic 24-nt phasiRNA。而此前，這類phasiRNA被認(rèn)為僅存在于小麥和大麥中，因此，該研究不僅發(fā)現(xiàn)了premeiotic24-nt phasiRNA具有獨(dú)特的產(chǎn)生機(jī)制和功能，也更正了對(duì)phasiRNA演化的認(rèn)知。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院詹俊鵬副教授為第一兼共同通訊作者。詹俊鵬于2018年在美國(guó)亞利桑那大學(xué)獲得博士學(xué)位，之后在美國(guó)唐納德·丹佛斯植物科學(xué)中心Blake C. Meyers教授課題組進(jìn)行博士后研究，2023年11月全職回國(guó)入職華中農(nóng)業(yè)大學(xué)和湖北洪山實(shí)驗(yàn)室，加入玉米團(tuán)隊(duì)嚴(yán)建兵教授課題組，開展玉米籽粒蛋白質(zhì)含量和品質(zhì)的調(diào)控機(jī)制研究。以第一或通訊作者在Annual Review of Plant Biology、PNAS、The Plant Cell等雜志發(fā)表論文6篇。
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