近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳銘佳課題組聯(lián)合我校園藝學(xué)院菊花遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以及蘭州大學(xué)相關(guān)人員在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊New Phytologist上發(fā)表了題為“N4-acetylcytidine mRNA modification regulates photosynthesis in plants”的研究性論文。該論文首次繪制了多種高等植物高分辨率的全轉(zhuǎn)錄本RNA乙?；?/span>ac⁴C）修飾圖譜，揭示了該新型RNA修飾促進(jìn)植物光合作用的分子機(jī)制。

植物光合作用是地球上一切生命起源的基礎(chǔ)，而其精妙的調(diào)控機(jī)制一直是科學(xué)家們探索的焦點(diǎn)。近日，一項(xiàng)研究揭示了RNA上唯一已知的乙酰化修飾——胞嘧啶乙?；?/span>ac⁴C），在植物光合作用中發(fā)揮著重要作用。

這項(xiàng)研究首次對擬南芥、甘菊、草莓、大豆、水稻以及番茄等六種高等植物的細(xì)胞核、葉綠體及線粒體編碼轉(zhuǎn)錄本ac⁴C修飾圖譜進(jìn)行了全面系統(tǒng)的解析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)植物的葉綠體轉(zhuǎn)錄本以及光合作用相關(guān)轉(zhuǎn)錄本上都存在大量的ac⁴C修飾。這一現(xiàn)象提示了ac⁴C在調(diào)控葉綠體發(fā)育和光合作用過程中的重要作用。

圖1.六種高等植物中ac⁴C修飾位點(diǎn)的全轉(zhuǎn)錄本圖譜繪制

高等植物中，ac⁴C修飾是由RNA乙酰轉(zhuǎn)移酶ACYR (N-ACETYLTRANSFERASEs FOR CYTIDINE IN RNA)催化形成的。研究團(tuán)隊(duì)通過acRIP-seq、Ribo-seq和RNA-seq等技術(shù)進(jìn)行多組學(xué)聯(lián)合分析，發(fā)現(xiàn)缺失ACYR會導(dǎo)致光反應(yīng)傳遞鏈相關(guān)轉(zhuǎn)錄本（包括光捕獲復(fù)合體家族成員LIGHT HARVESTING COMPLEX II 2 (LHCB2)、LHCB3和LHCB4）的翻譯效率顯著降低，進(jìn)而降低了相應(yīng)編碼蛋白產(chǎn)物的豐度。

圖2. ACYR介導(dǎo)的ac⁴C修飾調(diào)控光合相關(guān)轉(zhuǎn)錄本的翻譯效率

該研究揭示了RNA乙?；揎椩谥参锕夂献饔弥械谋Ｊ匦怨δ?，特別是在促進(jìn)光捕獲復(fù)合體蛋白表達(dá)時(shí)發(fā)揮了關(guān)鍵調(diào)控作用。為后續(xù)利用RNA修飾編輯加作物分子育種提供了重要的理論依據(jù)和靶點(diǎn)資源。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院在讀博士研究生趙潔為第一作者，生命科學(xué)學(xué)院陳銘佳副教授、園藝學(xué)院菊花遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)王振興教授以及蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院劉文獻(xiàn)教授為該論文的共同通訊作者，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)陳發(fā)棣教授、沈文飚教授、陳世國教授等為本研究提供了重要指導(dǎo)和支持。該研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、專項(xiàng)項(xiàng)目和江蘇省優(yōu)青基金等項(xiàng)目資助。

論文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.70323