河南农业大学解析m6A甲基化修饰对花生青枯病抗性的影响
花生（Arachis hypogea L.）是世界上最重要的油料和经济作物之一。细菌性青枯病是一种典型的维管束病害，严重影响花生的产量和质量。然而，RNA的m6A修饰在花生抗细菌性青枯病中的特性和功能未知。2024年2月7日，New Phytologist杂志在线发表了来自河南农业大学殷冬梅课题组题为"Dynamic N6-methyladenosine RNA modification regulate peanut resistance to bacterial wilt"的研究文章，该研究首次绘制了栽培花生的全转录组m6A修饰图谱，并分析了抗、感品种在感染过程中m6A修饰的动态变化。
N6-甲基腺苷（m6A）是真核生物中最丰富的mRNA修饰，是基因表达和许多其他关键生物过程的重要调节因子，在不同植物中广泛存在，而且起到不可或缺的作用，尤其是在生物（病毒和真菌）/非生物（盐、热和干旱）胁迫等，并且参与了许多途径的调控。然而，m6A在花生抗青枯病（BW）中的特性和功能知之甚少。该项研究利用课题组多年培育的高抗青枯病花生新品种农大花108（缩写‘H108’）和感病品种农大花107（缩写‘H107’），发现接种7天时，青枯菌在抗、感花生品种根内定殖能力存在差异。
图1. H108和H107接种青枯菌后病理学分析
进一步分析了高抗品种（H108）和感病品种（H107）在感染BW致病菌 Ralstonia solanacearum（R. solanacearum）时m6A的动态变化。在整个转录组中，"URUAY"是花生中高度保守的m6A基序。大部分差异m6A位于转录本的3' UTR中，外显子中的差异较小，共有5346个差异修饰基因，主要富集在植物与病原体互作和MAPK信号等途径上。
图2. H108与H107接种青枯菌后的m6A修饰比较分析
整合m6A甲基化和转录组联合分析表明，在花生R.solanacearum感染中，m6A与基因表达之间存在相关性；功能分析显示，m6A相关基因与植物-病原体相互作用有关。之后实验分析表明，AhALKBH15是花生中的一种m6A去甲基化酶，可导致m6A水平下降和抗性基因AhCQ2G6Y的上调，并且增加AhCQ2G6Y 的稳定性。m6A在抗病品种H108中AhCQ2G6Y的表达调控提高了该品种对青枯菌的抗性。
图3. AhALKBH15介导的AhCQ2G6Y的m6A甲基化提高花生对青枯菌侵染的抗性
综上所述，该研究绘制了花生首个全基因组m6A修饰图谱，分析了抗、感花生品种在青枯菌侵染过程中m6A修饰的动态变化。m6A修饰和转录组联合分析揭示了花生m6A去甲基化酶AhALKBH15介导的AhCQ2G6Y在青枯病抗性中发挥关键作用，为花生抗病遗传改良提供理论支持。
河南农业大学农学院青年教师赵凯和李忠峰为论文的共同第一作者，河南农业大学殷冬梅教授和中国农业科学院梁哲研究员为共同通讯作者，范国强教授、马兴立副教授和任锐副教授等参与了本研究。该研究得到了国家自然科学基金联合重点项目、河南省重点研发、河南省产业技术体系、河南农业大学高层次人才等项目的资助。
殷冬梅教授领衔的河南农业大学花生功能基因组创新团队，依托于河南省花生基因组与分子育种工程技术研究中心，主要从事花生基因组与功能基因挖掘，产量品质性状形成机制与调控等方面的研究。围绕花生种业“卡脖子”等重要科学问题开展工作，已在Advanced Science、Genome Biology、Plant Biotechnology Journal、等国际著名期刊上发表了120余篇学术性文章，取得多项原创性研究成果。
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