Plant Physiol ｜ 孙明哲／孙晓丽团队揭示物种特异miRNA调控水稻

　　

　　5月6日，黑龙江八一农垦大学孙明哲/孙晓丽团队在Plant Physiology发表了题为“Osa-miR1320 targets the ERF transcription factor OsERF096 to regulate cold tolerance via JA-mediated signaling”的研究论文。该研究鉴定到一个水稻物种特异的microRNA——Osa-miR1320，并揭示了miR1320-OsERF096分子模块通过抑制茉莉酸（JA）介导的低温信号通路调控水稻低温胁迫应答的分子机制。

　　

　　低温冷害是影响水稻产量和品质的主要因素之一，植物在适应环境过程中进化出十分复杂的感知防御与发育平衡的分子调控机制。microRNA是一类位于调控网络上游的调控基因，其在植物响应低温胁迫过程中发挥重要作用，但我们对相关分子机制的理解仍十分有限。

　　在这项最新的研究中，研究人员首先发现miR1320两个成熟体miR1320-3p和miR1320-5p的表达均受冷胁迫抑制。遗传学试验发现，过量表达miR1320提高了水稻耐冷性，而敲低miR1320的表达则降低了耐冷性。进一步研究发现，AP2/ERF转录因子OsERF096是miR1320的直接靶基因。OsERF096的表达水平受到miR1320调节，在miR1320转基因株系、不同水稻组织和冷处理条件下表现出与miR1320相反的表达模式。酵母单杂交和双荧光素酶试验证实，OsERF096可与GCC-box和DRE/CRT顺式元件结合。遗传学试验表明，全长OsERF096.1和缺失跨膜结构域的OsERF096.1△TM均降低了水稻耐冷性，而敲低OsERF096的表达则提高了耐冷性。最后，研究人员利用RNA-seq和靶向代谢组学分析发现，OsERF096可影响JA生物合成和信号转导。外源施加茉莉酸甲酯（MeJA）可以恢复OsERF096-OE转基因水稻株系的冷敏感表型，以及JA激活的OsDREB1A-C表达。

　　综上所述，该研究发现，miR1320通过抑制OsERF096的表达，解除了OsERF096对JA介导的CBF信号通路的抑制，从而正向调控水稻的耐冷性。研究结果为培育耐冷水稻新品种提供了重要参考。

　　

　　miR1320-OsERF096调控水稻耐冷性的分子机制模型

　　黑龙江八一农垦大学作物逆境分子生物学团队的孙明哲教授、博士生沈阳和硕士生为该论文的共同第一作者，孙明哲教授和孙晓丽教授为通讯作者。

　　论文链接：

　　https://doi.org/10.1093/plphys/kiac208