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《水稻光周期开花调控新机制：ELD1通过OsCCA1可变剪接与光敏色素信号互作调控开花时间》

  • 来源专题：生物育种
  • 编译者： 季雪婧
  • 发布时间：2025-07-15

  •   研究人员发现水稻CCHC型锌指蛋白ELD1通过调控生物钟核心组分OsCCA1的可变剪接(AS)，整合光信号与生物钟途径，负调控长日照条件下的开花时间。该研究揭示了ELD1-OsNKAP复合体与剪接因子互作调控全局AS的分子机制，并首次阐明光敏色素phyB通过光依赖方式调控ELD1的RNA结合活性。

        在植物生长发育过程中，开花时间的精确调控直接决定作物的地理适应性和产量。尽管已知光周期和生物钟系统共同调控开花，但光信号如何整合到生物钟机制中仍不完全清楚。水稻作为典型的短日照植物，其开花时间受保守的OsGI-Hd1-Hd3a/RFT途径和单子叶植物特有的Ehd1途径共同调控。然而，可变剪接(AS)这一重要转录后调控机制在光周期开花中的作用机制仍是未解之谜。

        江苏省农业科学院的研究团队通过EMS诱变筛选获得早花突变体eld1，发现其编码的CCHC型锌指蛋白ELD1能通过与OsNKAP（动物NF-kB激活蛋白的同源物）及核心剪接因子（U1-70K、U2AF65A/B）形成复合体，直接调控生物钟核心振荡器OsCCA1的可变剪接。研究采用全长度纳米孔RNA测序、酵母双杂交筛选、双分子荧光互补(BiFC)、RNA免疫沉淀(RIP-qPCR)等技术，结合CRISPR碱基编辑和田间表型分析，系统解析了ELD1的分子功能。

  • 原文来源：http://www.ebiotrade.com/newsf/2025-6/20250620001346920.htm
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    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2024-05-22
    •     近日，南京农业大学教授、中国工程院院士万建民团队与北京大学教授贾桂芳团队合作，在《分子植物》（Molecular Plant）发表了研究论文。该论文揭示了RNA结合蛋白通过m6A途径介导的相分离过程调控水稻抽穗期的机制。     南京农业大学供图水稻抽穗期是决定品种地区和季节适应性的关键性状，影响水稻的产量和品质。挖掘新的抽穗期基因，解析抽穗期分子调控机制，对培育高产、优质、广适的水稻品种具有重要意义。m6A是指RNA分子中腺嘌呤的N6位置上发生的甲基化修饰，是真核生物mRNA中最常见和最重要的RNA修饰之一。研究发现该修饰被m6A阅读器识别后具有影响mRNA的稳定性、前体RNA的剪接、选择性多聚腺苷酸化和促进翻译等生物学功能。然而，水稻抽穗期是否受到m6A途径的调控并不清楚；另外，近年来的研究发现m6A还会参与翻译抑制过程，但是其分子机制仍有待解析。该研究定位克隆到一个在长短日照均能促进水稻抽穗的基因EHD6，其在细胞质内呈现散点状分布，并编码一个RNA结合蛋白。进一步研究发现，EHD6能够与含有YTH结构域的m6A阅读器蛋白YTH07互作。研究不仅发现了RNA结合蛋白通过与YTH家族互作高效结合m6A的现象，揭示了m6A通过相分离抑制蛋白积累的分子机制，还为水稻抽穗期调控提供了EHD6、YTH07等基因资源。万建民课题组崔松博士和贾桂芳课题组宋培哲博士后为论文共同第一作者，万建民、周时荣和贾桂芳为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金项目和生物育种钟山实验室项目的资助。相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.05.002
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  • 《分子植物中心揭示蓝光和环境温度通过CRY2-CIS1调控RNA选择性剪接及开花时间》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：姜丽华
    • 发布时间：2022-12-07
    •   11月18日，《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心刘宏涛研究组撰写的题为CRY2 interacts with CIS1 to regulate thermosensory flowering via FLM alternative splicing的研究论文。该研究揭示了蓝光和环境温度通过CRY2-CIS1-FLM信号通路调节开花时间，同时，该全新开花调控信号通路将开花时间与光照和环境温度联系起来。   光周期和温度是与植物繁殖时间密切相关的季节性信号。蓝光受体隐花素CRYs介导光周期调控开花时间，但目前尚不清楚CRYs是否以及如何参与温度调控开花。以往研究认为，CRY2主要参与光周期调控开花，只在长日照条件下调控开花时间，而短日照无功能。研究发现，CRY2在较低的环境温度（16°C）、短日照条件下也调节开花，说明CRY2不仅介导光周期调控开花时间，而且介导环境温度调节开花。   该研究发现CRY2能直接结合一个功能未见报道的RNA结合蛋白，并将其命名为CIS1（CRY2 interacting splicing factor 1）。CRYs通过调节多种转录因子的活性来调节转录，但它们是否以及如何影响mRNA加工未见报道。选择性剪接是一个关键的转录后事件，在不增加基因数量的情况下调节转录物丰度并扩大转录组多样性。CIS1和CRY2以蓝光依赖的方式相互作用，且CIS1在拟南芥的温度调控开花中发挥关键作用，而CIS1促进开花的功能完全依赖CRY2。蓝光和CRY2能够调节RNA选择性剪接，从而影响基因表达和植物发育。蓝光和CRY可以通过调控CIS1而调控大量基因的RNA选择性剪接，包括在温度调控开花中具有重要功能的FLM。FLM前体mRNA随着环境温度的变化而发生选择性剪接变化。FLM β剪接形式在低温下积累从而抑制开花。CIS1与FLM前体mRNA结合以调节其选择性剪接，而CRY2调节CIS1的RNA结合活性。因此，蓝光通过CRY2-CIS1-FLM信号通路调节温度调控的开花，且该信号通路将开花反应与光照和环境温度联系起来。   CIS1和隐花素CRYs一样，也在进化中保守。动物和人中均有CIS1同源蛋白。该研究进一步发现人的CIS1同源蛋白可直接结合人CRY蛋白，表明CRY通过结合RNA结合蛋白调控基因可变剪接这一新调控机制或在进化中保守存在。   研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科学技术委员会和中国科学院等的支持。
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