跨學科合作將成為解碼植物表觀轉錄組的加速器

　　近日，中國熱帶農業科學院熱帶生物技術研究所教授呂培濤在《生物技術通報（英文）》（aBIOTECH）發表了綜述論文。文章系統闡述了RNA修飾在植物生命活動中的調控作用，深入解析了N6—甲基腺苷（m6A）等修飾對植物發育及果實成熟的分子機制。

　　真核生物RNA上存在170多種化學修飾，形成動態可逆的“表觀轉錄組密碼”。這些修飾通過“寫入酶”（writer）、“擦除酶”（eraser）和“識別蛋白”（reader）精確調控RNA代謝全過程。在哺乳動物中，RNA修飾已被證實參與調控胚胎發育、免疫系統發育以及疾病和腫瘤進展等多個重要生物學過程。然而，與動物領域相比，植物RNA修飾研究仍處于起步階段，其分子機制和生物學功能亟待系統解析。深入探究植物RNA修飾調控網絡，不僅有助于完善基因表達調控理論，更能為作物品質改良和精準育種提供全新靶點。

　　真核生物RNA上的化學修飾通過動態調控RNA的穩定性、剪切、運輸及翻譯效率，精準參與植物生長發育與環境響應過程。文章主要包括兩方面內容：RNA修飾在植物生長發育和環境響應的調控機制；RNA修飾在果實發育和成熟中的調控機制。

　　作為當前研究最深入的RNA修飾之一，m6A通過寫入酶、擦除酶和識別蛋白的協同作用，形成動態調控網絡，貫穿植物整個生命周期。研究表明，m6A修飾在胚胎發育、花期調控、抗病抗逆等關鍵過程中發揮不可替代的作用。在園藝作物中，番茄、獼猴桃、草莓等果實的發育與成熟進程，同樣受到m6A修飾的精密調控。

　　除了m6A修飾外，文章還系統梳理了其他RNA修飾的調控機制及其在植物生長發育中的作用，如m5C修飾通過影響mRNA的運輸和翻譯參與調控水稻耐高溫響應；ac4C修飾在番茄果實成熟和水稻抗病中發揮獨特作用。

　　隨著技術發展，表觀轉錄組學已實現單堿基精度的修飾檢測。結合基因編輯等工具，研究人員未來有望通過精準操縱RNA修飾，培育優良品種。文章同時強調，跨學科合作（涵蓋生物學、化學、計算機科學等）將成為解碼植物表觀轉錄組的“加速器”，為實現“智能設計”，推動可持續農業發展提供關鍵支撐。

　　呂培濤、芝加哥大學博士李浩軒和香港中文大學教授王冠群為該論文通訊作者，福建農林大學園藝學院李天相和黃俊媚為論文第一作者。研究得到了國家自然科學基金，熱帶作物生物育種全國重點實驗室項目以及熱科院高層次引進人才項目的資助。