著名学者朱健康最新PNAS文章：利用STTM技术解析miRNA功能

　　来自中科院植物逆境生物学研究中心的研究人员发表了题为Short tandem target mimic rice lines uncover functions of miRNAs in regulating important agronomic traits”的文章，利用STTM技术大规模沉默水稻miRNA，并发现了多种miRNA的新功能，为进一步深化miRNA功能研究和水稻遗传改良提供了有效资源。

　　这一研究成果公布在5月1日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上，文章的通讯作者是朱健康教授，朱教授致力于植物抗逆境研究，他曾表示植物抗逆境的遗传机理是一个很有意思的科学问题，虽然许多科学家已进行了研究，但植物抗逆的表观遗传问题还没有弄清楚。逆境植物的研究前景很广，可以解决许多困扰人类发展的问题。例如，若把抗盐植物的抗盐基因找出来，弄清楚其抗盐机理，再将这些机制转入其他植物，那么中国的许多盐碱地就会成为宝地。

　　MicroRNA (miRNA)是一类在生物体内普遍存在的非编码、长度约 21个核苷酸的小分子RNA，它在调控植物的器官发育、信号转导和响应逆境胁迫过程中起着重要作用。由于miRNA基因较小，且大多数miRNA家族都有多个成员组成，具有遗传冗余性，所以很难通过传统的基因功能缺失突变体的方式来研究miRNA的功能。

　　目前对miRNA的研究主要通过过量表达miRNA或过量表达miRNA抗性靶基因（miRNA-resistant）。但miRNA一般调控多个靶基因，这些方法只能部分反应miRNA的功能。 近来发明的靶标模拟技术，例如靶标模拟（target mimic，TM）和短串联靶标模拟（short tandem targets mimic，STTM），可以有效的阻碍内源miRNA的活性，这使得从基因组水平大规模研究miRNA功能成为可能。

　　在这篇文章中，研究人员利用STTM技术降低了35个水稻重要miRNA家族的表达水平，发现了水稻许多miRNA调控农艺性状的新功能，同时验证了miRNA也可以作为作物改良的重要靶标。

　　在STTM-miRNA水稻株系中，研究人员发现miRNA参与调控了水稻株高、分蘖数、穗粒数等众多重要的农艺性状，且这种受调控的表型可在连续5代中稳定遗传。通过这种方法，他们发现了多数miRNA具有一些重要的新功能，比如miR172具有影响茎的发育和穗的密度、miR156具有影响根发育的新功能。同时，通过对miRNA的遗传调控，证明了miRNA可以作为作物改良的重要靶标。比如通过调控miRNA398的表达水平，可以提高水稻的穗长，穗粒数和穗长等，进而提高水稻的产量。

　　这项研究不但扩展了我们对水稻中miRNA功能的认识，也为进一步研究水稻miRNA功能和水稻品种改良提供了宝贵的资源；而且水稻中miRNA的功能也能很好的扩展到其它重要农作物中。