miRNAs调控棉花高温雄性不育分子机制研究取得新进展

近日永利最新登录入口棉花课题组张献龙教授团队发现多种miRNA参与调控高温引起的棉花雄性不育过程，论文“microRNAs involved in auxin signalling modulate male sterility under high temperature stress in cotton (Gossypium hirsutum)”于2017年6月21日在线发表于国际期刊 Plant Journal上。

在日益严峻的全球气候变暖影响下，高温引起的雄性不育现象对棉花及其他农作物的产量产生了极其严重的影响。持续的高温会导致温度敏感型的棉花品系出现高度败育，主要表现为花丝缩短、花药不开裂和花粉活性降低。本课题组前期研究表明，生长素信号在棉花花药响应高温胁迫中具有重要作用。在高温条件下外源喷施生长素会导致棉花花药对高温更加敏感，然而生长素介导的棉花高温雄性败育的调控机制仍不清楚。

张献龙教授的棉花团队通过对高温耐受型和敏感型的棉花品系不同发育时期的花药进行small RNA测序，发现大量参与棉花花药发育及响应高温胁迫的miRNA。通过降解组测序技术、RLM-RACE以及qRT-PCR对miRNA的靶标剪切位点以及靶标的表达量进行分析，鉴定到大量miRNA的靶标。随后通过严格筛选获得花药发育过程中特异响应高温的miRNAs，其中miR157在高温敏感型棉花品系‘H05’中的表达受到明显的抑制，miR160的表达受到明显的诱导。在棉花中超量表达miR160和miR157均会导致棉花花药对高温更加敏感，研究发现超表达miR160抑制了生长素信号抑制型转录因子ARF10和ARF17的表达，而超表达miR157抑制生长素合成基因YUC5的表达。因而高温抑制温度敏感型棉花品系花药中miR157的表达，或诱导miR160的表达，其结果均激活了生长素信号路径。结合生长素喷施增加棉花花药对高温敏感性的结果，本研究认为miR160和miR157参与高温胁迫激活花药中的生长素信号路径，导致棉花花药败育。

本研究为生长素信号通路调控高温胁迫下棉花花药的育性提供了直接证据，为深入解析高温引起的植物雄性败育的分子调控网络提供了新依据。

张献龙教授团队的丁元昊博士为该文章的第一作者，闵玲副教授为该文章的通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目的资助。

文章链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.13620/full

撰稿人：丁元昊

审核人：闵玲