N6-甲基腺苷(m6A)是真核生物mRNA上最为丰富的一种化学修饰,参与多种重要的生命活动,但目前对模式植物烟草中m6A调控基因的系统性研究尚未见报道。近日,中国烟草总公司郑州烟草研究院对烟草中可能参与m6A修饰的调控基因进行了全基因组系统分析,探究了烟草m6A调控基因中参与生长发育和逆境胁迫响应的潜在靶标。相关研究论文“Genome-wide identification of the N6-methyladenosine regulatory genes reveals NtFIP37B increases drought resistance of tobacco (Nicotiana tabacum L.)”近期在植物学国际学术期刊《BMC Plant Biology》(中科院二区,影响因子5.3)在线发表,国家烟草基因研究中心研究生苏欢为论文第一作者,金静静博士为论文通讯作者。
基于栽培烟草基因组序列信息,该研究鉴定出52个候选m6A调控基因,包括16个writer基因、16个eraser基因及20个reader基因,分布于10条染色体上。系统进化分析可将烟草m6A调控基因分为多个亚组,基因结构、保守结构域和基序分析显示不同亚组的烟草m6A调控基因之间存在结构和功能多样性。烟草m6A调控基因的扩增主要受到多倍体化和分散复制的驱动,而重复基因则通过纯化选择进化。基于潜在的调控网络和m6A调控基因表达模式分析,发现大量m6A调控基因可能在生长、发育和应对胁迫过程中发挥重要作用。
图 烟草中潜在的m6A调控网络。(a)烟草中m6A调控蛋白的相互作用网络;(b)NtMTA1-NtMTB3和NtVIR2-NtFIP37A-NtFIP37B蛋白复合物的对接结果;(c)m6A调控基因与miRNA之间的潜在相互作用。
此外,通过组织表达模式、生物/非生物胁迫响应等分析,在烟草中筛选到一个名为NtFIP37B的m6A writer基因显著响应烟草干旱胁迫,进一步通过亚细胞定位、VIGS技术初步验证了该基因在干旱胁迫响应中的功能。
该研究为更好地理解m6A调控基因的演化以及m6A修饰在烟草应对环境胁迫中的作用提供了参考信息。该研究得到了中国烟草总公司重大科技项目、河南省自然科学基金项目、北京生命科技研究院自立项目的支持。
新意盎然——安徽中烟在新质生产力实践中的探索与成果