湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)現(xiàn)擬南芥葉綠體基因accD轉(zhuǎn)錄本的RNA編輯調(diào)控植物耐熱性

2022年10月10日，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院、植物激素與生長發(fā)育湖南省重點實驗室肖浪濤教授課題組在《Plant Communications》上在線發(fā)表了題為“The PPR protein RARE1-mediated editing of chloroplast accD transcripts is required for fatty acid biosynthesis and heat tolerance in Arabidopsis”的研究論文。該研究不僅完整揭示了植物葉綠體accD基因RNA編輯參與調(diào)控ACCase活性及脂肪酸合成來響應(yīng)高溫脅迫的分子機制，擴展了對脅迫條件下的RNA編輯的理論認(rèn)知，而且對分子植物育種具有重要的指導(dǎo)意義。

RARE1屬于PPR-DYW蛋白家族中的一個成員，早期研究發(fā)現(xiàn)其負(fù)責(zé)葉綠體基因accD轉(zhuǎn)錄本的編輯過程，但該過程具體的生物學(xué)意義并不清楚。肖浪濤課題組意外發(fā)現(xiàn)RARE1基因敲除后植物表現(xiàn)出明顯的高溫不耐受，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)RARE1基因表達(dá)和對應(yīng)的accD編輯效率都響應(yīng)溫度變化，且人為提高植物中accD的編輯效率能顯著增強植物的高溫耐受能力，表明accD編輯效率與植物高溫耐受能力呈正相關(guān)。深入研究發(fā)現(xiàn)accD編輯效率的變化直接影響了脂肪酸合成中關(guān)鍵乙酰輔酶A羧化酶（ACCase）的活性，進(jìn)而調(diào)控了不飽和脂肪酸的合成，影響了高溫下生物膜的穩(wěn)定性。