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    生物質能團隊在tRNA核苷修飾研究中取得新進展
    發布時間:2020-12-31

    近日,我校植物科學技術學院生物質能團隊陳鵬課題組在Tree Physiology上在線發表題為“PtKTI12 genes influence wobble uridine modifications and drought stress tolerance in hybrid poplar”的研究論文。該研究采用木本模式植物楊樹進行tRNA核苷修飾與非生物抗逆性的研究,首次揭示了楊樹延伸因子復合體成員PtKTI12參與tRNA擺動堿基ncm5U等修飾核苷合成和調節楊樹抗旱中的作用。該文章也被選中為雜志封面文章。

    轉錄延伸因子復合體(Elongator complex)簡稱ELP復合體,由Elp1-6核心成員及Kti11-14等輔助因子構成,在真核生物中有很高同源性。前期有研究報道Elp復合體影響tRNA上wobble uridine的修飾,包括ncm5U、mcm5U和mcm5s2U。植物中有研究報道Elp成員影響植物的激素合成、病原菌免疫反應和非生物抗逆等。該研究首先利用酵母KTI12p蛋白序列在717雜交楊(Populus tremula × P. alba)中找到兩個同源基因PtKTI12A/B,利用RNAi技術進行楊樹轉基因并獲得表達量顯著下調的植株,通過液相色譜-質譜聯用儀(LC-MS/MS)發現ncm5U、mcm5s2U等核苷修飾的豐度降低,驗證了楊樹KTI12A/12B基因在tRNA核苷修飾上的功能保守性。

    進一步研究表明,PtKTI12A/B在高溫和干旱等脅迫條件下被誘導表達,表達量下調的RNAi轉基因楊樹保水能力和抗旱性增高?;谝陨辖Y果,該研究提出,逆境在轉錄水平影響tRNA核苷修飾基因的表達,造成tRNA核苷修飾水平的改變,進而通過影響mRNA解碼過程中密碼子和反密碼子配對的效率和專一性來調控植物抗逆相關蛋白質的翻譯。本研究拓展了目前人們對于高等植物tRNA核苷修飾基因功能以及植物逆境脅迫響應機制的理解,同時也為林木抗旱品種選育提供新的策略。

    植物科學技術學院博士研究生王海浪為論文第一作者,陳鵬副教授為論文通訊作者,園藝林學學院鄭波教授參與了該研究工作。本研究由國家自然科學基金、國家重點研發計劃和中央高?;究蒲袠I務費等經費資助。

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