Plant Physiol | 浙江大学胡艳课题组揭示m6A甲基化修饰调控棉花光周期敏感性的新机制
m6A是指RNA分子中腺嘌呤N6位置上发生的甲基化修饰，是真核生物mRNA中最丰富的RNA修饰之一，近年来多项研究证实了m6A修饰在植物的生长发育，生物和非生物胁迫响应以及作物性状改良等方面发挥重要作用。棉花受严格的光周期调控，陆地棉起源于墨西哥尤卡坦半岛南部区域，经过长期驯化从适应于短日的陆地棉野生种改变为广泛种植的日中性棉花，然而，m6A甲基化修饰如何调控棉花光周期敏感性仍不清楚。
近日，浙江大学农业与生物技术学院棉花精准育种团队胡艳教授课题组在Plant Physiology发表了题为“N6-methyladenosine RNA modification regulates photoperiod sensitivity in cotton”的研究论文，揭示了m6A去甲基化酶GhALKBH5调节棉花的光周期敏感性的新机制。
该研究以光周期不敏感的陆地棉标准系TM-1和光周期敏感的陆地棉野生种yucatanense为材料，进行了全局的m6A-seq和RNA-seq分析, 结果发现yucatanense在长日照条件下的m6A水平要显著高于TM-1，TM-1和yucatanense的差异m6A峰和光周期敏感性相关，进一步研究发现了一个m6A去甲基化酶GhALKBH5长日照条件下在TM-1中的表达要显著高于yucatanense，敲低m6A去甲基化酶基因GhALKBH5的表达会增加光周期开花通路重要功能基因ADO3和AGL24的m6A甲基化水平，通过降低它们的稳定性导致表达水平降低，进而延迟开花。
此外，该研究发现，光周期开花基因ADO3和AGL24在yucatanense中的表达与TM-1相比显著降低，而m6A水平则相反，敲低ADO3和AGL24的表达会导致开花核心因子成花素GhFT1的表达显著降低，延迟成花转变。
综上所述，该研究揭示了棉花中m6A去甲基化酶GhALKBH5介导的转录调控机制，通过影响mRNA的稳定性来调节光周期开花通路上基因的表达，最终影响开花的分子机制。
图1 m6A甲基化修饰调控棉花光周期敏感性的分子模型
浙江大学农业与生物技术学院棉花精准育种团队胡艳教授为该论文的通讯作者，研究生和盈为本文第一作者，张天真教授和司占峰副研究员参与了本文研究，梅高甫，程宇，张军博士和研究生姜涛，陈佳妮，熊慧芳也参与了该研究，本研究得到了国家自然科学基金的支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiae371
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