万建民院士团队发现精氨酸甲基化调控水稻茉莉酸信号和小穗发育的分子机制

　　5月3日，万建民院士领衔的中国农业科学院作物科学研究所和南京农业大学的科研团队合作，系统阐明了OsPRMT6a可以通过OsJAZ1精氨酸甲基化，增强茉莉酸信号转导，从而维持水稻小穗正常发育的分子机制，相关研究在《分子植物（Molecular Plant）》在线发表。

 

　　茉莉酸信号在植物生长发育和逆境防御中起着关键作用，其中植物对茉莉酸信号的正常响应也是花器官（水稻小穗）发育的必要条件之一。精氨酸甲基化是蛋白质一种重要的翻译后修饰，它可以在不改变氨基酸序列的情况下改变蛋白质的理化性质，从而调控植物的生长发育。目前，精氨酸甲基化修饰在茉莉酸信号途径中所起的作用及其对小穗发育的调控机制尚不清楚。

 

　　研究人员利用基因编辑技术敲除OsPRMT6a基因获得了两个突变体，均表现出异常的小穗结构。研究表明，在突变体中，OsPRMT6a基因缺失导致OsJAZ1精氨酸甲基化的减少，从而阻碍了OsJAZ1和茉莉酸受体之间的互作，导致OsJAZ1蛋白变稳定，进而抑制茉莉酸信号转导，最终导致小穗异常结构的形成。研究还发现该过程抑制了OsPRMT6a的转录水平，从而建立了茉莉酸信号的负反馈调节环。此外，研究证实OsPRMT6a介导的OsJAZ1精氨酸甲基化可能作为调节茉莉酸信号传导的开关，以便在高温等恶劣环境条件下维持正常的小穗发育。综上所述，该研究建立了精氨酸甲基化和茉莉酸信号通路之间的分子联系，揭示了OsPRMT6a介导的OsJAZ1精氨酸甲基化调控茉莉酸信号以及水稻小穗发育的分子机制。

 

　　作科所博士生董坤、原副研究员吴赴清和南京农业大学博士生程思祁为论文的共同第一作者，万建民院士、程治军研究员和林启冰研究员为本文的通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。

 

　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.04.014