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北京大学化学与分子工程学é™?/span>贾桂芳课题组致力于研ç©?/span>RNA甲基åŒ?/span>修饰N6-甲基腺嘌呤(m6A)调æŽ?/span>植物生长发育及刺激响应的分子机制,绘制了植物拟å�?/span>èŠ?/span>和玉米的m6A全转录图谱(Nature Communications 2014ï¼?/span>Plant Physiology 2020),鉴定和解析了植物拟南èŠ?/span>ä¸?/span>m6A去修饰酶ALKBH10Bå’?/span>m6A结合蛋白ECT2ã€?/span>CPSF30-L的生物功能(Plant Cell 2017, 2018; Molecular Plant 2021ï¼?/span>Nature Communications 2021),推动了植ç‰?/span>RNA表观遗传å?/span>的研究ã€?/span>
2021å¹?æœ?/span>22æ—?/span>,贾桂芳课题ç»?/span>ä¸?/span>美国芝加哥大å?/span>何川教授课题组ã€?/span>贵州大学宋宝安院士课题组合作ï¼?/span>共同在ã€?/span>Nature Biotechnology》上发表了题ä¸?/span>“RNA demethylation increases the yield and biomass of rice and potato plants in field trialsâ€?/span>的研究论文ã€?/span>该研究发现通过调节RNA表观遗传修饰m6A含量可促进植物生长,提高作物产量å’?/span>生物é‡?/span>ï¼?/span>作为首个粮食增产çš?/span>表观遗传育种新技术,未来有望推进我国农业技术发展ã€?/span>
该研究在单子叶植物水稻和双子叶植物土豆中引入FTO(哺乳动物体内的RNA去甲基化酶)对植物RAN表观遗传修饰m6A进行去甲基化。田间试验结果表明过表达FTOçš?/span>水稻和土豆的产量和生物量都显著增加了çº?/span>50%。进一步研究发现,过表è¾?/span>FTO可显著促进水稻分蘖形成和根系生长,增强光合作ç”?/span>效率和抗旱能åŠ?/span>ã€?/span>FTO可特异性增强根顶端分生组织细胞的增殖,增加根长和根的数目,从而促进根系生长。深入研究其分子机理发现FTOä»?/span>导的m6A去甲基化可以促进染色质的开放,激活转录,尤其是表型相关基因的转录ã€?/span>
该研究开发了一ç§?/span>å…?/span>新的、具有普适性的表观遗传编辑育种技æœ?/span>ï¼?/span>å�?/span>用于培育高产高生物量的优良品种,实现粮食增产ã€?/span>此外改é€?/span>后的植物根系发达有望更加适应抗旱、抗逆等环境,未æ�?/span>该技æœ?/span>有望应用äº?/span>森林草原生æ€?/span>修复问题ã€?/span>

FTO对水稻品种日本晴ï¼?/span>Nipp)的改é€?/span>

FTOå¯?/span>马铃è–?/span>品种鄂薯3å�?/span>ï¼?/span>EM3)的改é€?/span>
北京大学化学与分子工程学院贾桂芳组博士后喻琼(作ç‰?/span>RNA修饰研究),芝加哥大å?/span>何川组博å£?/span>后刘顺(生物信息学分析)为该论文的共同第一作è€?/span>ã€?/span>北京大学化学与分子工程学院贾桂芳研究员,芝加哥大学何川教æŽ?/span>å’?/span>贵州大学宋宝安院士为该论文的共同通讯作è€?/span>ã€?/span>该研究得到了国家自然科学基金ã€?/span>国家重点基础研究发展计划项目ã€?/span>北京市自然科学基é‡?/span>ã€?/span>北京光元立方生物技术有限公å�?/span>å’?/span>钟子逸教育基é‡?/span>和北京分子科学国家研究中å¿?/span>的资åŠ?/span>ã€?/span>
原文链接ï¼?/span>//www.nature.com/articles/s41587-021-00982-9