拟南芥富含甘氨酸的 RNA 结合蛋白 AtGRP7 调控营养阶段变化及 miR156 作用机制

《BMC Plant Biology》：MiR156-dependent and miR156-independent effects of the RNA-binding protein AtGRP7 on vegetative phase change in Arabidopsis

　　

高等植物的生命周期包括营养阶段和生殖阶段。营养阶段进一步分为幼年期和成年期。精确控制营养阶段的变化时间，即从幼年期到成年期的过渡，对植物的适应性至关重要。miR156是一种高度保守的microRNA，它在调节营养阶段变化中起着关键作用。RNA结合蛋白（RBPs）是转录后基因调控和发育可塑性的核心调节因子，然而对于许多RBPs来说，它们的直接RNA靶标以及这些相互作用在发育中的具体作用仍不完全清楚。

在这里，我们发现富含甘氨酸的RNA结合蛋白AtGRP7是拟南芥（Arabidopsis thaliana）中营养阶段变化的调节因子。过表达AtGRP7（AtGRP7ox）的植物表现出延长的幼年期，并且叶片生长速度降低。尽管如此，这些植物比野生型植物开花更早。相比之下，grp7-1功能丧失突变体更早进入成年期，但叶片生长速度没有变化，不过开花时间被推迟。而在grp7-1 grp8-2植物中同时缺失AtGRP7的类似基因AtGRP8后，阶段变化并未进一步加速，这表明AtGRP7在这个过程中起主导作用。为了系统地鉴定AtGRP7的pri-miRNA靶标，我们采用了一种改良的iCLIP2方法，并检测到AtGRP7在44种pri-miRNA（包括MIR156A和MIR156C）上的体内结合。AtGRP7改变了MIR156A和MIR156C前体的水平，而表达miR156的靶标模拟物（MIM156）部分抑制了AtGRP7ox植物的延长幼年期现象，这表明miR156活性的改变促进了所观察到的发育表型。miR156响应的SPL转录因子的表达仅受到轻微影响，说明AtGRP7的发育效应不能仅通过调节经典的miR156-SPL途径来解释。

综上所述，我们的发现将AtGRP7确定为营养阶段变化的调节因子，并建立了一种改良的iCLIP2方法用于在体内鉴定与AtGRP7结合的pri-miRNA。数据表明，miR156活性的改变影响了AtGRP7ox的发育表型，同时可能还存在其他转录后机制参与其中。这些发现不仅扩展了AtGRP7在开花时间调节中的已知作用，还揭示了其在协调营养发育和生殖发育中的新功能。