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下载Firefox在植物体中,木质部管状分子(Tracheary Elements,TEs)负责水和无机盐等物质的运输,对植物生长发育至关重要。TEs分化经历命运决定、细胞伸长、次生壁形成和程序性死亡,最终形成中空的成熟管状分子。这一过程受到激素、转录因子和降解酶等因素的复杂调控。microRNAs(miRNAs)是一种长为20-24nt的内源非编码小RNA,通过特异性靶向互补mRNA抑制基因表达。尽管许多miRNAs已被证明参与调控植物的生长发育过程,但TEs分化过程中miRNAs的动态变化及调控网络尚不完全明晰。
2025年1月,威尼斯wnsr666贺新强课题组与威尼斯wnsr666现代农业研究院李磊课题组合作在国际著名植物学专业期刊Plant Cell上发表了题为“MicroRNA analysis reveals two modules that antagonistically regulate xylem tracheary element development in Arabidopsis”的论文,建立了TEs分化不同发育阶段miRNAs共表达网络,发现miRNAs网络中存在两个负相关模块,对其中重要miRNAs的功能进行了分析,为植物生长发育中miRNA的调控研究提供了新的见解。
贺新强课题组利用拟南芥管状分子诱导培养系统(Vascular cell Induction culture System Using Arabidopsis Leaves,VISUAL)对TEs分化过程中的miRNAs进行分析,揭示了TEs分化过程中miRNAs的动态变化,建立了TEs分化不同发育阶段的miRNAs共表达网络,发现miRNAs网络中存在两个负相关模块,并且每个模块都表现出很强的模块内正相关和模块间负相关(图1A)。分别对两个模块内关键节点miRNA的分析发现miR408促进TE分化,而miR163抑制TE分化(图1,B和C)。此外,在杨树次生木质部发育过程中也鉴定到类似的两个miRNA模块,揭示了其在木质部TEs分化调控中的保守性和重要性。
图1.木质部TEs分化中的miRNAs调控。(A)TEs分化过程中的miRNA网络。(B、C)VISUAL诱导72小时后,野生型(WT)、amiR408和mir163子叶的管状分子分化。
论文线上发表不久,Plant Cell编辑Meenu Singla-Rastogi以“Yin and Yang: A pair of miRNA modules antagonistically regulate xylem development”为题撰写了评论文章,认为本文发现了相互拮抗的miRNA模块在植物不同发育过程中的调控作用,为后续阐明miRNA在植物发育中的功能研究提供了基准和参考。
威尼斯wnsr666已毕业博士研究生、威尼斯wnsr666与京东方科技集团联合博士后刘春浩为该论文的第一作者。威尼斯wnsr666贺新强教授和威尼斯wnsr666现代农业研究院李磊研究员为该论文的共同通讯作者。威尼斯wnsr666在读博士生李桉、南京林业大学郭仲龙副教授等为本文做出了重要贡献,威尼斯wnsr666公共仪器中心和凤凰工程蛋白质平台提供了技术支持。该工作得到了国家自然科学基金、威尼斯wnsr666蛋白质与植物基因研究国家重点实验室的支持。