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miR399-PHO2模块的特异调节方式
图片来源: DGIST Mir399-pho2
环境因素促使小 RNA 片段调节植物光合作用中气孔的发育和分布。韩国 DGIST 研究人员的这一发现发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》杂志上，可能会进一步提高农作物的产量。
分布于于叶片表面的微小孔洞，称为气孔。它们周围有两个“保卫细胞”，参与植物和大气之间的气体交换和水分流失。
科学家们已经对植物的干细胞是如何变成保卫细胞有很多研究，对这一过程涉及开启和关闭相关基因的分子信号有很好的认识。但是，除了正常的遗传过程外，环境因素也会影响气孔的发育和分布。例如，病原体感染、高二氧化碳水平和高温导致孔隙密度降低。
DGIST的分子细胞生物学家 June Kwak 和他的同事们研究了被称为微小RNA (microRNAs，miRNAs)的 RNA 片段是否参与了由周围环境引发的气孔形成和分布。微RNA是一种基因调节因子，它赋予多细胞生物一定程度的灵活性，以应对和适应环境的变化。
Kwak和他的团队开发了一种方法，让他们能够“看到”从干细胞到保卫细胞的整个转化过程中，哪些miRNA被激活。他们发现，在一种叫做拟南芥的植物中，略多于一半的已知miRNA在保卫细胞发育的不同阶段开启。抑制或增加miRNA的表达，改变了保卫细胞的形成和分布，表明miRNA在气孔发育中起重要作用。
在高表达miRNA的转化植物，植株气孔发育表型的荧光显微图像
图片来源: DGIST
重要的是，他们挑出了一种被称为miR399的miRNA，因为它参与了对气孔模式的控制。已知miR399参与调节植物细胞内的磷酸盐转运蛋白，提示气孔发育与植物体内磷酸盐稳态之间存在联系。
Kwak 说: “这项研究揭示了miRNA是气孔发育和调控的重要组成部分。”。 “进一步的研究将有助于确定以前未知的控制气孔发育的细胞过程。我们期望我们的研究结果将有助于提供一种通过调整气孔密度来提高作物产量的策略，从而有效地控制光合作用以应对环境变化。”
文献来源:
Jiali Zhu et al, Regulation of stomatal development by stomatal lineage miRNAs, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073/pnas.1919722117
https://www.pnas.org/content/117/11/6237
新闻报道来源：
https://phys.org/news/2020-03-sesame-micro-rnas-pores.html
作者单位：DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology)
译文校稿：LuLu
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