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北京大学化学与分子工程学?/span>贾桂芳课题组致力于研?/span>RNA甲基?/span>修饰N6-甲基腺嘌呤(m6A)调?/span>植物生长发育及刺激响应的分子机制,绘制了植物拟?/span>?/span>和玉米的m6A全转录图谱(Nature Communications 2014?/span>Plant Physiology 2020),鉴定和解析了植物拟南?/span>?/span>m6A去修饰酶ALKBH10B?/span>m6A结合蛋白ECT2?/span>CPSF30-L的生物功能(Plant Cell 2017, 2018; Molecular Plant 2021?/span>Nature Communications 2021),推动了植?/span>RNA表观遗传?/span>的研究?/span>
2021??/span>22?/span>,贾桂芳课题?/span>?/span>美国芝加哥大?/span>何川教授课题组?/span>贵州大学宋宝安院士课题组合作?/span>共同在?/span>Nature Biotechnology》上发表了题?/span>“RNA demethylation increases the yield and biomass of rice and potato plants in field trials?/span>的研究论文?/span>该研究发现通过调节RNA表观遗传修饰m6A含量可促进植物生长,提高作物产量?/span>生物?/span>?/span>作为首个粮食增产?/span>表观遗传育种新技术,未来有望推进我国农业技术发展?/span>
该研究在单子叶植物水稻和双子叶植物土豆中引入FTO(哺乳动物体内的RNA去甲基化酶)对植物RAN表观遗传修饰m6A进行去甲基化。田间试验结果表明过表达FTO?/span>水稻和土豆的产量和生物量都显著增加了?/span>50%。进一步研究发现,过表?/span>FTO可显著促进水稻分蘖形成和根系生长,增强光合作?/span>效率和抗旱能?/span>?/span>FTO可特异性增强根顶端分生组织细胞的增殖,增加根长和根的数目,从而促进根系生长。深入研究其分子机理发现FTO?/span>导的m6A去甲基化可以促进染色质的开放,激活转录,尤其是表型相关基因的转录?/span>
该研究开发了一?/span>?/span>新的、具有普适性的表观遗传编辑育种技?/span>?/span>?/span>用于培育高产高生物量的优良品种,实现粮食增产?/span>此外改?/span>后的植物根系发达有望更加适应抗旱、抗逆等环境,未?/span>该技?/span>有望应用?/span>森林草原生?/span>修复问题?/span>
FTO对水稻品种日本晴?/span>Nipp)的改?/span>
FTO?/span>马铃?/span>品种鄂薯3?/span>?/span>EM3)的改?/span>
北京大学化学与分子工程学院贾桂芳组博士后喻琼(作?/span>RNA修饰研究),芝加哥大?/span>何川组博?/span>后刘顺(生物信息学分析)为该论文的共同第一作?/span>?/span>北京大学化学与分子工程学院贾桂芳研究员,芝加哥大学何川教?/span>?/span>贵州大学宋宝安院士为该论文的共同通讯作?/span>?/span>该研究得到了国家自然科学基金?/span>国家重点基础研究发展计划项目?/span>北京市自然科学基?/span>?/span>北京光元立方生物技术有限公?/span>?/span>钟子逸教育基?/span>和北京分子科学国家研究中?/span>的资?/span>?/span>
原文链接?/span>//www.nature.com/articles/s41587-021-00982-9