作者:田瑞颖 来源:中国科学报 发布时间:2021/6/9 16:27:45
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科学家揭示调控草莓果实成熟作用机制

 

近日,中国科学院植物研究所研究员秦国政团队发现,RNA甲基化(m6A)修饰在不同类型果实的成熟调控中均发挥重要作用,但是作用机制有所不同。在番茄果实中,m6A修饰主要通过反馈调控DNA甲基化来发挥作用,而在草莓果实中,m6A修饰则通过调节ABA途径的方式影响果实成熟,这为阐明果实成熟调控网络提供了新视角。相关研究成果发表于《基因组生物学》。

果实中富含的营养成分是人类膳食结构的重要组成部分,对人体健康不可或缺。果实品质在成熟过程中逐渐形成,受到精确调控。解析果实成熟调控机制,将为果实品质改良和新品种选育提供理论基础。

根据不同成熟机制,果实可分为呼吸跃变型(如番茄、苹果、香蕉)和非呼吸跃变型(如草莓、葡萄、柑橘)。植物激素乙烯在呼吸跃变型果实的成熟调控中发挥关键作用,而脱落酸(ABA)则参与非呼吸跃变型果实成熟调控。 此前,秦国政团队已经发现,m6A修饰参与呼吸跃变型果实番茄的成熟调控。然而,m6A在非呼吸跃变型果实成熟调控中的功能仍不清楚。

为此,研究人员比较了不同成熟阶段草莓果实的m6A甲基组,发现m6A修饰在草莓果实成熟过程中呈现动态变化。与番茄果实类似,草莓果实中m6A修饰可富集在终止密码子和3’UTR区域,且与基因表达呈负相关。而与番茄果实不同的是,草莓中m6A修饰还可大量富集于CDS区域,尤其在成熟启动以后,该区域的m6A修饰整体上与基因表达呈正相关。差异m6A甲基组分析表明,ABA合成基因NCED5及信号转导基因ABAR和AREB1的m6A水平在草莓果实成熟过程中显著升高,m6A修饰可提高NCED5和AREB1的mRNA稳定性,并促进ABAR的翻译效率。

进一步研究发现,m6A甲基转移酶MTA和MTB正调控草莓果实成熟,且MTA在NCED5,ABAR和AREB1的m6A修饰中发挥重要作用。值得一提的是,在番茄果实中,m6A修饰可调节DNA去甲基酶基因的稳定性,而在草莓果实中,DNA去甲基酶基因却不受m6A调控,说明m6A修饰通过不同的方式影响番茄和草莓果实成熟。

相关论文信息:https://doi.org/10.1186/s13059-021-02385-0

 
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