華南植物園揭示miR2105/OsbZIP86分子模塊調(diào)控水稻耐旱性的分子機制
干旱是威脅水稻產(chǎn)量最重要的非生物脅迫之一，影響水稻的高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)。MicroRNA是一類長度為19-22 nt的非編碼小RNA，在植物生長發(fā)育及逆境響應(yīng)中發(fā)揮重要作用。ABA是植物最重要的“抗逆激素”，其生物合成對于植物脅迫耐受性的提高至關(guān)重要。但ABA合成的調(diào)控途徑以及miRNAs與相應(yīng)靶基因之間的串擾仍有待確認。
中科院華南植物園農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)研究中心博士生高維維等，研究發(fā)現(xiàn)干旱時水稻miR2105直接靶向切割OsbZIP86 mRNA來調(diào)控OsbZIP86轉(zhuǎn)錄本水平，影響水稻的耐旱能力，超表達OsbZIP86或降低miR2105表達可提高水稻的耐旱性。OsbZIP86和miR2105在干旱脅迫條件下分別促進和抑制ABA合成關(guān)鍵限速酶基因OsNCED3轉(zhuǎn)錄，并且OsbZIP86可直接與OsNCED3啟動子結(jié)合并激活其表達，從而通過調(diào)節(jié)水稻體內(nèi)ABA的生物合成來提高水稻耐旱性。但是，miR2105和OsbZIP86轉(zhuǎn)基因水稻只在干旱條件下影響體內(nèi)ABA的生物合成，正常條件下不影響水稻的農(nóng)藝性狀。進一步研究發(fā)現(xiàn)SnRK2蛋白激酶能在干旱條件下促進OsbZIP86的磷酸化并激活OsbZIP86活性，從而增強其對OsNCED3的轉(zhuǎn)錄激活作用。因此，該研究闡釋了miR2105-(OsSAPK10)-OsbZIP86-OsNCED3分子模塊參與水稻干旱脅迫應(yīng)答的分子機理，并提出miR2105和OsbZIP86可能具有能提高水稻抗旱性，但不影響正常生長條件下水稻農(nóng)藝性狀的潛能，可為后續(xù)水稻抗旱遺傳改良提供新思路。
相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際學術(shù)期刊Plant Physiology（《植物生理學》）上。中科院華南植物園博士生高維維為論文第一作者，張明永研究員和夏快飛副研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、中國科學院先導計劃和廣東省湛江市科技計劃基金的資助。
miR2105 OsbZIP86分子模塊調(diào)控水稻耐旱性的工作模型
