我院罗克明研究组揭示杨树miR319与赤霉素协同调控表皮毛形成的机制

发布时间:2020-04-15 10:57:29     作者:    浏览次数: 次

48日,国际著名植物学期刊《New Phytologist(新植物学家)在线发表了西南大学生命科学学院罗克明教授课题组题为“The miR319a/TCP module and DELLA protein regulate synergistically trichome initiation and improve insect defenses in Populus tomentosamiR319a/TCP模组与DELLA协同性调控杨树表皮毛形成并促进抗虫性)的最新研究论文。该研究发现杨树中miR319a响应虫害和紫外线胁迫,进一步通过生化及遗传学等方法,揭示了miR319a与赤霉素GA信号通路中关键因子DELLA蛋白协同调控表皮毛形成的分子机制。

在林业生产中,强光/紫外线辐射、虫害等环境胁迫严重影响了杨树的生长发育。因此,解析杨树体内协调生长发育和抵御环境胁迫的分子机制,对林木的分子设计育种具有重要的意义。通过反向遗传筛选,课题组发现杨树中miR319a在叶片中可特异的响应虫害和紫外辐射胁迫的诱导而表达,是一个胁迫的响应因子。杨树中超量表达miR319a引起叶片表皮毛密度的显著增加,并提高了对美国白蛾的抗虫性,而抑制内源miR319a则导致表皮毛的减少和抗虫能力的降低。论文通过遗传和分子水平的研究证明,在杨树体内miR319a通过特异的靶向和抑制6TCP家族基因促进了杨树叶片表皮毛的形成。酵母双杂交、荧光双分子互补和免疫共沉淀等试验证实,在杨树中,miR319a靶基因编码的TCP19通过与赤霉素(GA)信号途径关键因子RGA的直接互作,一起抑制了MBW复合体的活性和表皮毛形成标志基因的表达,从而介导了miR319aGA信号在调控杨树的表皮毛形成中的协同作用。该论文揭示了杨树中miR319a在表皮毛形成和虫害防御中的重要功能,阐明了表观因子miR319与植物激素GA协同调控表皮毛形成的分子机制,为将来杨树抗病分子育种提供了新策略。

西南大学生命科学学院范迪副教授、硕士生冉玲玉和博士生胡建为论文的共同第一作者,罗克明教授为该论文的通讯作者。该研究依托“资源植物保护与种质创新”重庆市重点实验室完成,得到了国家重点研发项目、国家自然科学基金及“双一流”学科经费等资助。

 

撰稿:范迪