【Plant Physiology】植物胁迫响应和适应的关键因子

2024年1月，法国巴黎萨克雷大学Soledad Traubenik等人在Plant Physiology发表了题为From environmental responses to adaptation: the roles of plant lncRNAs文章，综述了植物长非编码RNA(lncRNA)在植物适应生物/非生物胁迫以及胁迫记忆中的作用和贡献。

lncRNA是一类不编码蛋白质的RNA分子，它们在植物适应干旱、高温、营养缺乏和病原体互作等胁迫条件中起着关键调节作用。

研究方法：

- 基因表达分析

- RNA测序技术（RNA-seq）

- 遗传操作（CRISPR-Cas9）

- 分子生物学技术

- 表观遗传分析（ChIP）

- 生物信息学分析

- 蛋白质-RNA互作分析

- 生理生化分析

植物能够“记忆”先前的胁迫事件，并通过lncRNA介导的表观遗传机制来提高对后续胁迫的适应能力。例如，COOLAIR lncRNA在低温胁迫下诱导表达，通过改变其二级结构，调节FLOWERING LOCUS C(FLC)基因的表达，影响植物的春化反应和开花时间。

图1.LncRNAs调节植物对非生物和生物胁迫的适应

lncRNA的进化保守性研究表明，尽管lncRNA的核苷酸序列在不同物种间保守性较低，但其二级结构和表达模式在进化上较为保守。例如，COOLAIR和ENOD40 lncRNA的二级结构在不同植物物种中具有较高的保守性，这可能与其功能的重要性有关。

图2.lncRNAs在植物响应胁迫中的重要作用

lncRNA在植物适应环境胁迫中起着至关重要的作用，它们通过多种分子机制调节基因表达，影响植物的抗逆性和生长发育，另外，lncRNA的特异性表达和进化保守性为植物的局部环境适应提供了重要的分子基础。

该研究通过基因表达分析、RNA测序技术、遗传操作和分子生物学等技术分析了模式植物拟南芥及其它植物物种，揭示了lncRNA在不同胁迫条件下的表达模式和功能，为提高作物的抗逆性和产量提供了新策略。

原文链接：doi :.org/10.1093/plphys/kiae034