安徽农大揭示拟南芥剪接体组分介导可变剪接和植物应答盐胁迫

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

可变剪接是真核生物转录后调控，该过程中pre-mRNA转录后可以加工成两个或多个成熟mRNA。近年越来越多的研究发现，植物可变剪接在调控植物的生长发育和应答外界胁迫方面发挥重要功能（Bi et al., 2021; Lee et al., 2023），但作为介导选择性剪接的核心剪接体组分在该过程中的具体作用尚待进一步研究。盐碱地是耕地的补充用地，然而盐碱地产生的盐胁迫抑制植物生长，在农业生产中可造成农作物减产甚至绝产。解析剪接体组分介导的可变剪接在植物抵御盐胁迫中的作用，不仅是研究植物应答盐胁迫分子机制的重要课题，同时也为改良作物抗盐以开发利用盐碱地提供理论依据。

2023年1月，Journal of Integrative Plant Biology在线发表安徽农业大学生命科学学院王镇课题组与南方科技大学前沿生物技术研究院朱健康团队合作的题为“The Sm Core Protein SmEb Regulates Salt Stress Responses Through Maintaining Proper Splicing of RCD1 Pre-mRNA in Arabidopsis”的研究论文(https://doi.org/10.1111/jipb.1‍3457)，揭示拟南芥剪接体核心组分SmEb通过调控RCD1的前体mRNA可变剪接参与盐胁迫应答的分子遗传机制。

图1 剪接体组分SmEb调控可变剪接参和植物盐胁迫应答的分子模型

在该研究中，通过拟南芥T-DNA插入突变体库的遗传筛选，发现剪接体核心组分SmEb编码基因突变体smeb-1对高盐敏感。转录组分析，发现盐胁迫下smeb突变体中可变剪接事件显著增加，主要是内含子保留和外显子跳跃事件，表明SmEb能维持盐胁迫下pre-mRNA的正确剪接。在盐胁迫条件下，盐胁迫应答的正调控因子RCD1在突变体中发生差异可变剪接，造成提前终止的变体RCD1.2在突变体中富集。然而，只有RCD1的全长mRNA翻译的RCD1.1能够与Na+/ H+离子转运体SOS1以及转录因子DREB2A / DREB2B相互作用，而RCD1.2因缺少C端的RST结构域而无此功能。遗传分析，表明过表达RCD1.1而非RCD1.2能够显著提高拟南芥的耐盐性和部分恢复smeb的盐敏感表型。该项研究揭示拟南芥中剪接复合体核心组分SmEb通过介导下游RCD1的可变剪接参与盐胁迫应答，进一步丰富植物应答盐胁迫的分子调控机制。

近年来，王镇课题组对剪接体组分介导的选择性剪接调控植物应答非生物胁迫应答的分子机制进行探索并取得进展（Hong et al., 2021; Wang et al., 2022）。本研究揭示该组分通过特异调控下游靶基因选择性剪接参与盐胁迫应答的机制。南方科技大学前沿生物技术研究院洪烨淳博士和安徽农业大学硕士研究生高阳为并列第一作者，安徽农业大学生命科学学院王镇教授和南方科技大学前沿生物技术研究院朱健康院士为共同通讯作者，德州理工大学施华中教授给予悉心指导和帮助。该研究得到国家自然科学基金、安徽省自然科学基金和深圳市科技创新委员会经费支持。

转自：“iPlants”微信公众号

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