文献速读

2026年6月22日，华中农业大学李峰团队在植物科学权威期刊 The Plant Journal 在线发表了题为“Function and mechanism of double-stranded RNA-binding protein 1 in small RNA metabolism in tomato”的研究论文。该研究首次在番茄中系统解析了双链RNA结合蛋白1（SlDRB1） 的核心功能。研究发现，SlDRB1不仅是大多数microRNA（miRNA） 生物合成所必需的，更在调控一大类核糖体RNA衍生的小RNA（rdsRNAs） 的稳定性中发挥着关键作用。通过构建番茄栽培品种Ailsa Craig 57（A57）的高质量参考基因组，并利用CRISPR/Cas9技术创制了SlDRB1基因敲除突变体，结果发现SlDRB1功能缺失会引发番茄严重的发育缺陷。进一步探索还揭示了SlDRB1与关键加工酶SlDCL1之间的精细互作机制，为深入理解小RNA在作物生长发育中的调控网络提供了全新视角。

研究背景

番茄不仅是全球重要的蔬菜作物，也是研究果实发育和叶片形态的理想模型。小RNA（包括miRNA和siRNA）在植物的生长发育、胁迫响应等过程中扮演着至关重要的调控角色。在模式植物拟南芥中，Hyponastic Leaves 1 (HYL1）蛋白是miRNA生物合成核心复合物“剪切体”的关键组分，其功能已得到深入研究。然而，在番茄等园艺作物中，小RNA的生成机制，尤其是双链RNA结合蛋白家族的具体功能，仍有诸多未知。该研究填补了这一空白，对利用小RNA技术进行番茄遗传改良具有重要的理论指导意义。

研究速览

该研究报道了番茄双链RNA结合蛋白SlDRB1在调控小RNA代谢中的功能与分子机制。为系统研究小RNA代谢，研究团队首先利用PacBio HiFi和Hi-C技术为番茄品种Ailsa Craig 57组装了高质量染色体级参考基因组（820.96 Mb，Contig N50达36.04 Mb），并建立TomatoHub在线数据库（http://lifenglab.hzau.edu.cn/TomatoHub）。利用CRISPR/Cas9敲除SlDRB1导致严重的发育缺陷，包括叶片极性丧失、花粉败育和不育。高通量小RNA测序显示，SlDRB1正调控大多数miRNA（如miR162、miR168），却负调控依赖DCL2而非DCL1的miR6026，暗示DCL1与DCL2通路间可能存在底物竞争。值得注意的是，SlDRB1对rRNA衍生的小RNA（rdsRNAs）具有广泛的正向调控作用，其中68%的rdsRNAs在突变体中显著减少。进一步机制研究表明，突变体中rdsRNAs的3′末端截短和加尾现象显著增强，表明SlDRB1通过保护rdsRNAs的3′末端免受修饰降解来维持其稳定性。在蛋白互作层面，研究者综合利用酵母双杂交、荧光素酶互补、双分子荧光互补和免疫共沉淀四种技术，系统描绘了SlDRB1与SlDCL1的精细互作图谱，发现二者不仅通过dsRBD2结构域介导同源和异源二聚化，还首次鉴定出SlDRB1的dsRBD1和CTD结构域与SlDCL1的PAZ结构域之间的新型互作方式（在不同体系中亲和力存在差异）。该研究揭示了SlDRB1在miRNA和rdsRNA代谢中的双重调控功能，拓展了植物小RNA加工复合体组装的分子认知。

研究展望与价值

该研究不仅为番茄提供了一个高质量的基因组资源，更重要的是，首次揭示了SlDRB1在调控rdsRNAs稳态中的非经典功能，并构建了其与核心加工酶SlDCL1的精细互作模型。这些发现将推动我们对于植物小RNA代谢网络复杂性的认识，为通过遗传改良优化小RNA通路、从而改善番茄等重要作物的农艺性状和抗逆性提供了新的理论依据和潜在的基因靶点。

论文信息

Function and mechanism of double-stranded RNA-binding protein 1 in small RNA metabolism in tomato

Yudan Wang, Hongzheng Wang, Fatima Khalid, Leer Zhang, Hongliang Zhu, Jubin Wang, Feng Li

The Plant Journal

DOI：10.1111/tpj.70970

原文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.70970

扫码阅读全文

期刊介绍

The Plant Journal (TPJ) 作为植物科学方向的国际权威期刊，涵盖植物生物学研究的多个方面，包括遗传学、发育生物学、细胞生物学、分子生物学和生理学等，致力于发表具有重要影响力的原创研究成果，在植物科学领域享有盛誉。该期刊由英国实验生物学会于1991年创立。

2025 JIF：6.2 ｜ CiteScore：10

https://onlinelibrary.wiley.com/journal/1365313x

扫码进入期刊主页