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生物质能团队在tRNA核苷修饰研究中取得新进展
来源:pg电子娱乐 发布时间:2020-12-31

近日,我校植物科学技术学院生物质能团队陈鹏课题组在Tree Physiology上在线发表题为“PtKTI12 genes influence wobble uridine modifications and drought stress tolerance in hybrid poplar”的研究论文。该研究采用木本模式植物杨树进行tRNA核苷修饰与非生物抗逆性的研究,首次揭示了杨树延伸因子复合体成员PtKTI12参与tRNA摆动碱基ncm5U等修饰核苷合成和调节杨树抗旱中的作用。该文章也被选中为杂志封面文章。

转录延伸因子复合体(Elongator complex)简称ELP复合体,由Elp1-6核心成员及Kti11-14等辅助因子构成,在真核生物中有很高同源性。前期有研究报道Elp复合体影响tRNA上wobble uridine的修饰,包括ncm5U、mcm5U和mcm5s2U。植物中有研究报道Elp成员影响植物的激素合成、病原菌免疫反应和非生物抗逆等。该研究首先利用酵母KTI12p蛋白序列在717杂交杨(Populus tremula × P. alba)中找到两个同源基因PtKTI12A/B,利用RNAi技术进行杨树转基因并获得表达量显著下调的植株,通过液相色谱-质谱联用仪(LC-MS/MS)发现ncm5U、mcm5s2U等核苷修饰的丰度降低,验证了杨树KTI12A/12B基因在tRNA核苷修饰上的功能保守性。

进一步研究表明,PtKTI12A/B在高温和干旱等胁迫条件下被诱导表达,表达量下调的RNAi转基因杨树保水能力和抗旱性增高。基于以上结果,该研究提出,逆境在转录水平影响tRNA核苷修饰基因的表达,造成tRNA核苷修饰水平的改变,进而通过影响mRNA解码过程中密码子和反密码子配对的效率和专一性来调控植物抗逆相关蛋白质的翻译。本研究拓展了目前人们对于高等植物tRNA核苷修饰基因功能以及植物逆境胁迫响应机制的理解,同时也为林木抗旱品种选育提供新的策略。

植物科学技术学院博士研究生王海浪为论文第一作者,陈鹏副教授为论文通讯作者,园艺林学学院郑波教授参与了该研究工作。本研究由国家自然科学基金、国家重点研发计划和中央高校基本科研业务费等经费资助。

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