Udforskning af MicroRNA156's mangefacetterede rolle i havebrugsplanter

Et forskerhold har gennemgået rollen af ​​MicroRNA156 (miR156) i havebrugsplanter og afsløret dens betydelige indflydelse på en række biologiske processer såsom vegetativ vækst, blomsterinduktion og stressrespons. miR156, kendt for sin høje bevaring på tværs af plantearter, lover meget som et bioteknologisk værktøj til at forbedre gartneriegenskaber.

Undersøgelsen understreger potentialet ved miR156 til at fremskynde det unge stadie i flerårige planter og dermed forbedre kvalitet og udbytte. Fremtidig forskning er klar til at dykke ned i de komplekse reguleringsmekanismer af miR156 med det formål at finjustere dets anvendelse til at udvikle ønskværdige egenskaber i økonomisk vigtige havebrugsplanter.

MikroRNA'er er en klasse af endogene ikke-kodende RNA'er, der negativt modulerer genekspression i planter ved at påvirke mRNA-spaltning og translationel undertrykkelse. MicroRNA156 (miR156), er en af ​​de mest evolutionært konserverede miRNA'er blandt angiospermer, oprindeligt opdaget i Arabidopsis og nu identificeret i adskillige havebrugsplanter, som katalogiseret i miRBase-databasen.

Det påvirker forskellige gartneriske egenskaber og fungerer som et potentielt værktøj til bioteknologiske modifikationer. På trods af dens udbredte funktionelle verifikation forbliver de komplekse interaktioner og regulatoriske mekanismer af miR156 stort set uudforskede. At løse disse huller er afgørende for at udnytte det fulde potentiale af miR156 i havebrugsfremskridt.

En oversigtsartikel offentliggjort i Prydplanteforskning den 2. april 2024 opsummerer den multifunktionelle regulering af miR156 i havebrugsplanter og udforsker potentielle muligheder for fremtidig forskning.

Baseret på 141 sekvenser fra 16 havebrugsplanter tilhører miR156-medlemmer 26 underfamilier (miR156a–z). Deres sekvenser viser stor bevaring ifølge justeringen af ​​miR156-underfamilier fra forskellige havebrugsplanter. SPL-transkriptionsfaktorer er målet for miR156.

Tidligere undersøgelser har afsløret, at miR156-SPL-modulet kunne engagere sig i flere vigtige biologiske processer, såsom vegetativ faseændring, blomsterudvikling, frugtmodning og stressreaktioner. miR156-SPL-modulet fungerer også synergistisk med andre signalveje, såsom glukosesignalering, T6P-vej og fytohormonsignalering.

Samtidig opsummerede forskerne også de funktionelle valideringsteknikker for miR156 i havebrugsplanter, herunder overekspression, ekspressionsundertrykkelse og CRISPR/Cas9-teknologi. På trods af den forskelligartede funktionalitet af miR156 forbliver dens mekanismer underudforsket, især i ikke-modelgartneriplanter med unikke egenskaber som knoldning i kartofler eller slyngedannelse i agurker.

Gennemgangen fremhæver behovet for dybere forskning i miR156's interaktioner med SPL-transkriptionsfaktorer og andre signalveje for fuldt ud at udnytte dets bioteknologiske potentiale. Denne gennemgang sætter i sidste ende scenen for fremtidige undersøgelser for at udforske de regulatoriske kompleksiteter af miR156, med det formål at udnytte dets potentiale til at forbedre kvaliteten og produktiviteten af ​​gartneriplanter.

Ifølge undersøgelsens seniorforsker, Yun Wu, "Her opsummerer vi den funktionelle mangfoldighed af miR156 i havebrugsplanter for at give ny indsigt til yderligere forskning i den biologiske funktion og reguleringsmekanisme af miR156 og om, hvordan man kan anvende miR156 til at opnå forbedring af gartneriegenskaber."

Denne gennemgang dykker ned i miR156-familiens mangefacetterede roller på tværs af et spektrum af havebrugsplanter, og viser dens evolutionære bevarelse og væsentlige funktion i regulering af udviklingstræk.

Flere oplysninger: Yunchen Xu et al., MicroRNA156:en optællingstimer med potentiale til at forbedre havebrugsegenskaber, Prydplanteforskning (2024). DOI:10.48130/opr-0024-0008

Leveret af Chinese Academy of Sciences