咖啡植物热适应关键调控因子MicroRNAs的基因型差异解析及其在气候韧性中的潜在应用

为应对气候变化引发的热胁迫对作物的威胁，研究人员聚焦咖啡植物（Coffea arabica与C. canephora），通过模拟温度梯度实验（19-31°C）结合RNA-Seq技术，鉴定出8个温度响应性miRNAs。其中car-miR828a-5p过表达显著提升拟南芥耐热性，揭示其通过调控花青素生物合成通路发挥作用，为作物抗逆育种提供新靶点。

　　

气候变暖对全球粮食安全的威胁日益严峻，咖啡这类大宗作物如何应对热胁迫成为关键科学问题。微小核糖核酸(microRNAs, miRNAs)作为基因表达的精密调控者，在多种生物的热适应过程中扮演重要角色。研究团队选取三种阿拉比卡咖啡(C. arabica)基因型（Mundo Novo、Catuaí Vermelho、Arara）和一种罗布斯塔咖啡(C. canephora cv. Robusta Tropical)，在人工气候室中模拟动态温度变化（基准温度19°C/23°C暗/光，峰值27°C/31°C）。

生理生化分析显示，阿拉比卡咖啡基因型具有相似的热响应模式，但与罗布斯塔咖啡存在显著差异。高通量测序(RNA-Seq)鉴定出8个具有基因型特异性的温度响应miRNA，其中新发现miRNA car-miR060-5p可能通过调控γ-氨基丁酸(GABA)代谢通路参与热适应，而保守miRNA car-miR828a-5p则与花青素合成通路相关。令人振奋的是，在模式植物拟南芥中过表达car-miR828a-5p能显著提高高温环境下的存活率，这为作物抗逆改良提供了分子育种新策略。该研究不仅揭示了咖啡植物应对气候变化的微观调控机制，更为开发广谱耐热作物品种奠定了理论基础。