植物miRNA参与调控作物农艺性状的研究进展

植物microRNA (miRNA)是一类长度约为20～24 nt的内源非编码小RNA,它们通过在转录后水平调控靶基因的表达,在植物的生长发育、逆境响应和环境适应等过程中起着关键作用. miRNA对水稻、玉米、大豆等重要经济作物的农艺性状也起着重要的调控作用,在改良农作物性状上具有重大的应用潜能.本文重点介绍了参与作物农艺性状(如株型、花期、种子发育及抗逆等)调控的关键miRNA及其调控途径,同时总结了miRNA参与作物性状改良的主要研究方法和手段,并讨论了miRNA在作物性状改良应用中的前景.     

RdDM途径中的重要蛋白质

异染色质siRNAs通过RNA指导的DNA甲基化(RdDM)途径在胞嘧啶甲基化过程中扮演重要角色。RdDM是沉默转座子和重复序列的重要表观遗传修饰。RdDM主要包括4个过程:24-nt siRNAs的产生、支架RNA(scaffold RNA)的合成、沉默复合体到沉默位点的募集和DNA甲基化。在拟南芥中已经发现了一系列参与这4个过程的蛋白质。通过介绍RdDM途径中的重要蛋白质,说明RdDM途径及其在植物体内的主要功能,重点论述了最新报道的作用机制和新RdDM组分在该途径中的作用。     

海峡两岸植物生理与分子生物学教学研讨会简讯

由中国植物生理学会教学科普工作委员会、武汉大学、清华大学（台湾省新竹）联合主办的海峡两岸植物生理与分子生物学教学研讨会于10月15～17日在武汉大学生命科学学院举行。会议期间,来自海峡两岸的植物生理学工作者们就植物生理学与分子生物学的研究进展和教学进行了交流和讨论。     

种子萌发的抑制调控机制

种子萌发是植物生命周期中一个重要的生理过程,激素作用、miRNA抑制、mRNA区域化、表观遗传调控等多个层次的分子抑制参与该过程的调控。赤霉素（解除抑制的激素）合成和失活的调控主要发生在转录水平,而脱落酸（引起抑制的激素）信号转导途径的调控则通过蛋白质抑制物的降解来实现。miRNA在转录后水平使其靶基因的mRNA降解,抑制种子的萌发;通过mRNA的区域化抑制与萌发相关基因的翻译属于另一层次的转录后抑制;小RNA介导的表观遗传机制也可能在种子萌发过程基因表达的协同调控中发挥重要作用。与分子水平的抑制类似,胚乳和种皮产生的机械抑制也很重要。     

植物miRNA作用方式的分子机制研究进展

miRNA是一类真核生物中广泛存在的约20-24个核苷酸长度的内源单链非编码RNA分子。植物miRNA通过剪切mRNA或抑制翻译负调控基因表达,在细胞增殖分化、个体生长发育和抵御逆境胁迫等生理过程中发挥重要作用。自2002年首次发现植物miRNA以来,miRNA迅速成为植物分子生物学领域的研究热点,数十年的研究已经使植物miRNA生物发生、降解、调控植物生长发育等机制及作用得到了清晰的阐述;但是对植物miRNA作用机制的认知仍然处于初级阶段,尤其是miRNA介导翻译抑制的分子机制仍有待挖掘。概述了植物miRNA介导的m RNA剪切和翻译抑制的研究历史和最新进展,探讨了两种机制的影响因素和相互关系,并提出了未来的研究方向和思路,以期为深入了解植物mi RNA的作用机制及促进miRNA的基础研究和实际应用提供理论依据。     

植物中phasiRNA研究进展

植物phasiRNA(phased,secondary,small interfering RNA)是一类内源性的、起调控作用的非编码小RNA(sRNA),它在植物的生长、发育、生殖以及抗病中发挥着重要作用。PhasiRNA初级转录本由Pol Ⅱ(RNA polymerase II)转录,随后miRNA(microRNA)引导AGO蛋白对phasi RNA初级转录本上的靶位点进行剪切,剪切后的phasiRNA前体片段(剪切位点的上游或下游片段)继而被RDR6(RNA-dependent RNA polymerases 6)复制成双链RNA,双链RNA被DCL4切割成一系列首尾相接,具有一定相位的21-nt或24-nt的小RNA,即phasiRNA。成熟的phasiRNA与AGO蛋白组装成沉默复合体,作用于靶基因,发挥转录后调控的功能。该文对植物phasiRNA的生物合成通路、生物学功能及其进化进行综述。     

核糖核酸5'端NAD+帽子修饰研究进展

m7G帽子具有保护RNA不被降解以及招募相关蛋白参与内含子剪切、poly(A)加尾、出核和翻译等功能。一直以来,它被认为是真核生物mRNA所特有的修饰类型。然而近年来,在包括原核生物在内的多个物种中均检测到一种新的RNA 5’端修饰,即核酸代谢物烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD⁺)帽子。目前NAD⁺修饰RNA(NAD-RNA)的生物学功能研究仍处于起始阶段。本文概述了NAD-RNA的发现及其检测和鉴定技术的发展;探讨了NAD⁺帽子对RNA的调控功能,以及NAD-RNA脱帽和加帽的影响因素;并进一步推测NAD-RNA在生物的生长、发育和环境响应中发挥的潜在功能。最后,展望了未来NAD-RNA的研究方向和主题。