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4月6日，《植物細(xì)胞》（The Plant Cell）在線發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院羅云波和朱鴻亮教授團(tuán)隊(duì)題為“SlRBP1通過(guò)與SleIF4A2翻譯起始復(fù)合物結(jié)合促進(jìn)靶標(biāo)RNAs翻譯以維持番茄葉綠體功能”（SlRBP1 promotes translational efficiency via SleIF4A2 to maintain chloroplast function in tomato）的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)富含甘氨酸的RNA結(jié)合蛋白SlRBP1通過(guò)調(diào)節(jié)與葉綠體功能相關(guān)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄本的翻譯效率來(lái)維持葉綠體功能，為培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的番茄品種提供了有價(jià)值候選基因。
番茄是研究果實(shí)發(fā)育與成熟的經(jīng)典模式植物，番茄果實(shí)發(fā)育與成熟是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及激素調(diào)控、轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控、表觀遺傳調(diào)控、以及環(huán)境因子的參與，共同調(diào)控果實(shí)色澤、形狀、風(fēng)味、香氣和質(zhì)地等品質(zhì)變化。與這些已有理論相比，果實(shí)發(fā)育與成熟過(guò)程中RNA結(jié)合蛋白（RBP）的表觀調(diào)控機(jī)制相對(duì)較少。其中富含甘氨酸的RNA結(jié)合蛋白（GR-RBPs）超家族在多種植物中高含量表達(dá)并調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育，其N端含有RNA識(shí)別基序（RRMs），C端包含富甘氨酸（Gly-rich）區(qū)域。由于在GR-RBP結(jié)合RNA靶標(biāo)的鑒定方面存在一定困難，因此對(duì)于多數(shù)GR-RBP的調(diào)控機(jī)制尚不明確。
研究論文
研究中發(fā)現(xiàn)，SlRBP1編碼基因在番茄不同器官和果實(shí)成熟階段均高量表達(dá)，因此選其作為鑒定對(duì)象。SlRBP1蛋白定位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)，病毒誘導(dǎo)的SlRBP1基因沉默導(dǎo)致番茄果實(shí)著色受損。amiR-SlRBP1敲降突變植株生長(zhǎng)遲緩，表現(xiàn)出矮化、黃葉表型，且花蕾脫落嚴(yán)重，坐果率低，果實(shí)多為黃色和橙色。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該突變體葉片中總?cè)~綠素的積累明顯減少，葉綠體超微結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損，光合作用下降，表明SlRBP1功能缺失引發(fā)葉綠體功能障礙。
SlRBP1的敲降影響番茄營(yíng)養(yǎng)和生殖生長(zhǎng)
與上述表型相對(duì)應(yīng)的是，amiR-SlRBP1植株中多個(gè)參與光合作用以及與葉綠體功能相關(guān)的關(guān)鍵基因表達(dá)異常。通過(guò)天然RNA免疫共沉淀測(cè)序（nRIP-seq）分析鑒定出61個(gè)SlRBP1相關(guān)的潛在靶標(biāo)RNAs，其中大部分參與光合作用。利用nRIP-qPCR和蛋白結(jié)合RNA分析進(jìn)一步證實(shí)了SlRBP1與靶標(biāo)RNAs的特異性結(jié)合。隨后實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，amiR-SlRBP1植株中SlRBP1結(jié)合轉(zhuǎn)錄本所編碼的蛋白積累水平降低，而并非影響mRNA本身。多核糖體分析結(jié)合RT-qPCR分析表明，SlRBP1下調(diào)導(dǎo)致靶標(biāo)RNAs尤其是光合作用轉(zhuǎn)錄本的翻譯效率降低。進(jìn)一步互作蛋白篩選及機(jī)制解析顯示，SlRBP1與真核翻譯起始因子SleIF4A2互作。SlRBP1的沉默顯著降低了SleIF4A2與SlRBP1靶向RNAs的結(jié)合。以上表明，SlRBP1通過(guò)與SleIF4A2翻譯起始復(fù)合物結(jié)合促進(jìn)靶標(biāo)RNAs翻譯以調(diào)節(jié)葉綠體功能。該發(fā)現(xiàn)闡明了RNA結(jié)合蛋白依托細(xì)胞器調(diào)控番茄生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制，為番茄增產(chǎn)、品種改良提供了潛在育種價(jià)值。
SlRBP1調(diào)控靶標(biāo)RNAs翻譯以維持葉綠體功能的工作模型
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院朱鴻亮教授為通訊作者，博士后馬力群為該論文的第一作者。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人羅云波教授以及朱本忠教授、傅達(dá)奇教授、曲桂芹副教授等給予了指導(dǎo)和幫助。此外，北京大學(xué)朱丹萌/王玉秋團(tuán)隊(duì)以及浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄧志平研究員等對(duì)本項(xiàng)研究提供了支持。該研究由國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和學(xué)校“2115”人才培育發(fā)展支持計(jì)劃資助。