论文标题：N6-methyladenosine RNA modification regulates strawberry fruit ripening in an ABA-dependent manner

期刊：Genome Biology

作者：Leilei Zhou et.al

数字识别码：10.1186/s13059-021-02385-0

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近日，中国科学院植物研究所秦国政研究组在Genome Biology 发表了题为N6-methyladenosine RNA modification regulates strawberry fruit ripening in an ABA-dependent manner的研究论文。该论文揭示了RNA甲基化修饰（m6A）可调节ABA途径的重要成员，进而影响草莓果实成熟。

果实富含营养成分，是人类膳食结构的重要组成部分，对人体健康不可或缺。果实品质在成熟过程中逐渐形成，受到精确调控。解析果实成熟调控机制，将为果实品质改良和新品种选育提供理论基础。根据成熟机制的不同，果实可分为两种类型：呼吸跃变型（如番茄、苹果、香蕉）和非呼吸跃变型（如草莓、葡萄、柑橘）。植物激素乙烯（ethylene）在呼吸跃变型果实的成熟调控中发挥关键作用，而脱落酸（abscisic acid，ABA）则参与非呼吸跃变型果实成熟调控。

近期研究表明，表观遗传修饰，例如DNA甲基化（5mC），在呼吸跃变型果实和非呼吸跃变型果实的成熟调控中均发挥重要作用。与DNA甲基化相对应，RNA甲基化（m6A）是mRNA上含量最丰富的修饰，对于动植物的多个生物学过程至关重要。该课题组前期的研究揭示，m6A修饰参与呼吸跃变型果实番茄的成熟调控（Genome Biology, 2019）。然而，m6A在非呼吸跃变型果实成熟调控中的功能仍不清楚。在不同类型的果实中，m6A的调控机制是否存在进化保守性有待研究。

通过比较不同成熟阶段草莓果实的m6A甲基组（m6A methylome），研究人员发现m6A修饰在草莓果实成熟过程中呈现动态变化。与番茄果实类似，草莓果实中m6A修饰可富集在终止密码子和3’ UTR区域，且与基因表达呈负相关。而与番茄果实不同的是，草莓中m6A修饰还可大量富集于CDS区域，尤其在成熟启动以后；该区域的m6A修饰整体上与基因表达呈正相关。差异m6A甲基组分析表明，ABA合成基因NCED5及信号转导基因ABAR和AREB1的m6A水平在草莓果实成熟过程中显著升高；m6A修饰可提高NCED5和AREB1的mRNA稳定性，并促进ABAR的翻译效率。进一步研究显示，m6A甲基转移酶MTA和MTB正调控草莓果实成熟，且MTA在NCED5，ABAR和AREB1的m6A修饰中发挥重要作用。值得一提的是，在番茄果实中，m6A修饰可调节DNA去甲基酶基因的稳定性，而在草莓果实中，DNA去甲基酶基因却不受m6A调控，说明m6A修饰通过不同的方式影响番茄和草莓果实成熟。

综上所述，该研究证实m6A修饰在不同类型果实的成熟调控中均发挥重要作用，但是作用机制有所不同。在番茄果实中，m6A修饰主要通过反馈调控DNA甲基化来发挥作用；而在草莓果实中，m6A修饰则通过调节ABA途径影响果实成熟。这些研究结果为阐明果实成熟调控网络提供了新的视角。

中科院植物研究所秦国政研究员为本文的通讯作者，博士研究生周磊磊和汤仁坤为并列第一作者，中科院植物研究所田世平研究员、中国农业大学李冰冰教授参与了研究工作。该研究得到国家重点研发计划和国家自然基金等项目的资助。

图1. m6A修饰调控番茄和草莓果实成熟的模式图

研究团队简介

秦国政研究员课题组主要从事果实品质保持的生物学基础及调控方面的研究，包括果实成熟和品质调控的重要基因筛选、基因功能研究以及果实品质保持技术的研发等。研究结果发表在Genome Biology、Plant Journal、Plant Physiology、New Phytologist、Communications Biology、Molecular & Cellular Proteomics 等刊物上。

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Genome Biology

doi:10.1186/s13059-021-02385-0

期刊介绍

Genome Biology covers all areas of biology and biomedicine studied from a genomic and post-genomic perspective. Content includes research, new methods and software tools, and reviews, opinions and commentaries. Areas covered include, but are not limited to: sequence analysis; bioinformatics; insights into molecular, cellular and organismal biology; functional genomics; epigenomics; population genomics; proteomics; comparative biology and evolution; systems and network biology; genome editing and engineering; genomics of disease; and clinical genomics. All content is open access immediately on publication.

Citation Impact

10.806 - 2-year IF

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