東北地理所在核仁小RNA（snoRNAs）調(diào)控擬南芥耐旱性研究方面取得重要進展
干旱，作為制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的首要非生物脅迫因子，嚴重阻礙作物生長發(fā)育進程，是全球作物減產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。由于植物“固著生長”的特性，無法主動逃避干旱環(huán)境，因而進化出一系列抗旱生理機制。解析植物應對干旱的內(nèi)在調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，尤其是干旱脅迫下生理、生化及形態(tài)適應性變化過程，對提高作物抗旱能力、保障糧食安全具有戰(zhàn)略重要性。
在植物逆境響應的復雜調(diào)控體系中，非編碼RNA（ncRNAs）扮演關(guān)鍵角色。這類不具備蛋白質(zhì)編碼能力的轉(zhuǎn)錄本，雖不直接參與蛋白質(zhì)合成，卻在植物RNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)核心地位，可精準調(diào)控基因表達、蛋白質(zhì)翻譯與修飾等關(guān)鍵生命活動。尤為重要的是，眾多具有調(diào)控功能的ncRNAs，已被證實與作物增產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)化及脅迫耐受性提升密切相關(guān)，成為農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究的核心方向。其中，核仁小RNA（snoRNAs）作為ncRNAs的重要分支，雖已知其在核糖體生物合成與植物生長發(fā)育中起核心作用，但它能否通過動態(tài)調(diào)控核糖體功能響應干旱脅迫、影響植物生理適應性，長期以來懸而未決。
近期，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所李偉強研究團隊，成功揭示snoRNAs家族成員NONCODING RNA 1 (NCR1) 調(diào)控模式植物擬南芥抗旱性的分子機制。團隊通過遺傳學、生理學、轉(zhuǎn)錄組學及蛋白質(zhì)組學的多維度交叉分析，深入解析NCR1在植物耐旱性中的功能：干旱耐受性實驗顯示，ncr1功能缺失突變體的耐旱性顯著優(yōu)于野生型，表明NCR1對植物耐旱性起負調(diào)控作用；進一步轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組比較分析發(fā)現(xiàn)，水分虧缺條件下，擬南芥蠟質(zhì)與花青素代謝受NCR1負向調(diào)控，這為NCR1通過介導次生代謝參與干旱響應，提供了直接分子證據(jù)。生理學、生化及形態(tài)學研究進一步證實：NCR1可調(diào)控細胞膜完整性、次生代謝（尤其蠟質(zhì)和花青素積累）、葉片衰老、脫落酸響應及根系發(fā)育（圖1）。該研究為抗旱作物遺傳改良提供潛在靶標基因，兼具理論突破與生產(chǎn)應用價值。
相關(guān)成果近期發(fā)表于植物學經(jīng)典國際期刊The Plant Journal（中國科學院一區(qū)TOP，IF=6.2）。中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所特別研究助理李亮亮、山東師范大學楊賢鵬副教授為共同第一作者；東北地理所李偉強研究員、尹小建研究員及德克薩斯理工大學Lam-Son Phan Tran教授為共同通訊作者。本研究獲國家重點研發(fā)計劃（2022YFD1500505）、國家自然科學基金（32370321）及中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（XDA28110100）資助。
圖1. NCR1負向調(diào)控擬南芥耐旱性的生理表型及其分子機制
論文信息：Liangliang Li#,Xianpeng Yang#,Haodong Huang,Chenbo Zhu,Minghui Xing,Kaixin Yang,Xiaofan Nie,Jiahe Fu,Mingming Wang,Zhengwei Liang,Shiyou Lü,Weiqiang Qian,Lam-Son Phan Tran* Xiaojian Yin*,Weiqiang Li*. (2025). The small nucleolar RNA NONCODING RNA 1 negatively regulates drought tolerance in Arabidopsis thaliana. Plant J. 123,e70428.
論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1111/tpj.70428
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