北大生科院新任院长陈雪梅最新论文：揭示miRNA-SPL9在热形态发生中的关键作用

响应温度变化的表型可塑性对于植物在不同地理环境和不断变化的全球气候中的生存至关重要。环境温度仅升高几度就能在植物的发育、生长、代谢和免疫中引起剧烈的适应性反应，这些反应统称为热形态发生（thermomorphogenesis）。为了预测和减轻气候变化对物种分布、群落组成和作物生产力的影响，迫切需要从分子角度理解热形态发生的机制。

MicroRNAs（miRNAs）是一类20-24个核苷酸长的内源非编码RNA，参与调控植物发育和生长的几乎所有方面。但miRNA在热形态发生中的作用仍然不明确。

近日，北京大学生科院陈雪梅团队在 Nature Communications 期刊发表了题为：MicroRNA156 conditions auxin sensitivity to enable growth plasticity in response to environmental changes in Arabidopsis 的研究论文。

该研究揭示了一个以前未被描述的基因回路——miR156-SPL9，它使植物的生长具有可塑性，以响应环境温度和光照变化。

miRNA在植物生长发育过程中发挥着多种作用，但miRNA是否以及如何参与热形态发生，仍不明确。

在植物中，miRNA主要在细胞核中被DCL1、HYL1和SE组成的切割小体（Dicing body）加工而成，随后成熟的miRNA进入细胞质，再以AGO1为中心的RNA沉默复合体（RISC）对靶基因进行剪切或翻译抑制。

在这项研究中，研究团队发现，miRNA生物发生的关键成分HYL1，在拟南芥下胚轴生长的温度依赖性可塑性中，作用于热调节因子光敏色素互作因子4（PIF4）的下游。hyl1-2抑制筛选发现了一个显性dicer-like1等位基因，该等位基因可以挽救hyl1-2在miRNA生物发生和热响应性下胚轴伸长中的缺陷。

全基因组miRNA和转录组分析显示，miR156及其靶标SPL9是热形态发生的关键调节因子。令人惊讶的是，miR156-SPL9模块的扰动通过阻碍生长素敏感性来中断幼苗对温暖温度的响应。此外，miR156依赖的生长素敏感性也在低温下的避荫反应中起作用。

miR156对温度和光变化的表型可塑性调控模型

总的来说，这项研究揭示了miR156-SPL9是一个以前未被描述的基因回路，它使植物的生长具有可塑性，以响应环境温度和光照变化。

陈雪梅教授

陈雪梅此前任加州大学河滨分校终身教授，并于2013年当选为美国国家科学院院士。2023年2月，陈雪梅教授全职加入北京大学，出任北京大学生命科学学院院长。