信使RNA(mRNA)降解的动态模式是生物发育调控和适应环境的重要机制。但对植物mRNA降解在环境胁迫下的作用模式知之甚少。中科院植物研究所种康研究组通过RNA末端平行分析(parallel analysis of RNA ends)和转录组检测，并借助高通量测序手段揭示了单子叶模式植物二穗短柄草mRNA去帽降解途径及其低温应答模式。
研究发现，mRNA降解存在Type I、II、III和IV4种方式。Type II基因在耐低温胁迫反应中，捕光蛋白基因转录本的降解速度发生显著变化，而其表达量则无明显改变，推测可能是植物细胞能量经济分配的一种应答方式。与TypeII相比，type III基因的转录本和mRNA去帽降解产物对低温呈现相反的变化模式，显示mRNA降解确实在耐低温胁迫反应中发挥作用。RNA末端平行高通量测序、qSL-RT-PCR及LM-PAT分析还揭示了植物中核酸内切酶在mRNA降解中的功能机制。
该研究首次在全基因组水平研究去帽介导的mRNA降解对胁迫应答的特征，不但拓展了人们对mRNA降解模式及其对低温应答机制的认识，而且为植物低温耐受功能模块开发奠定理论基础。
该成果于8月30日在线发表于Genome Biology(doi:10.1186/gb-2013-14-8-r92)上，种康研究组的张景昱副研究员是该文的第一作者。
该研究得到了国家自然科学基金和中科院知识创新工程重要方向项目的资助。
图1.位于Type I、II、III和IV类型基因转录本5’-UTR区域的保守序列
图2.借助高通量测序研究植物低温应答中信使RNA降解机制
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