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Science Advances:Phased small RNA介导的植物系统性信号转导

已有 596 次阅读 2022-6-28 23:11 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Phased small RNA–mediated systemic signaling in plants

第一作者M. B. SHINE

第一单位美国肯塔基大学

第一通讯PRADEEP KACHROO


 Abstract 

背景回顾Systemic acquired resistance (SAR) involves the generation of systemically transported signal that arms distal plant parts against secondary infections. 


主要发现We show that two phased 21–nucleotide (nt) trans-acting small interfering RNA3a RNAs (tasi-RNA) derived from TAS3a and synthesized within 3 hours of pathogen infection are the early mobile signal in SAR


结果1-TAS3a-tasiRNAs-ARFsTAS3a undergoes alternate polyadenylation, resulting in the generation of 555- and 367-nt transcripts. The 555-nt transcripts likely serves as the sole precursor for tasi-RNAs D7 and D8, which cleave Auxin response factors (ARF23, and 4 to induce SARConversely, increased expression of ARF3 represses SAR. 


结果2-敲除验证Knockout mutations in TAS3a or RNA silencing components required for tasi-RNA biogenesis compromise SAR without altering levels of known SAR-inducing chemicals. Both tasi-ARFs and the 367-nt transcripts are mobile and transported via plasmodesmata. 


结果3-非磷酸化维生素B6:This salvage strategy requires non-phosphorylated forms of vitamin B6 that are able to quench reactive molecular oxygen species and rescue root growth from ammonium inhibition. 


结论Together, we show that tasi-ARFs are the early mobile signal in SAR.


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 摘 要 

系统获得性抗性(SAR)涉及了系统性转运信号的形成,该信号使得植物的远端部分免受二次感染。作者发现2个来自于TAS3a基因的phased 21nt 反式作用干扰小RNA(tasi-RNA)会在病原菌侵染后的3小时内被迅速合成,是植物系统获得性抗性中的早期移动信号。TAS3a基因会经历可选择性多聚腺苷酸化,导致产生长度分别为555 nt和367 nt的两个转录本。555 nt的转录本作为tasi-RNAs D7和D8的唯一前提,能够剪切生长素响应因子基因ARF2/3/4以诱导SAR。相反,ARF3基因的表达上调能够抑制SAR。TAS3a敲除突变或敲除tasi-RNA生物形成必须的RNA沉默组分会导致SAR受损,并且不会改变已知的、受到SAR诱导的化合物水平。tasi-ARFs和367 nt转录本都是可以移动的,能够通过胞间连丝进行细胞间的转运。综上,本文的研究揭示了tasi-ARFs是植物系统获得性抗性中的早期移动信号。


p.s. 

polyadenylation:多聚腺苷酸化,指多聚腺苷酸和信使RNA(mRNA)分子之间的共价连接,是保证mRNA分子在3'端中断的机制,多聚腺苷酸尾(或聚A尾)能够保护mRNA免受核酸外切酶攻击,对转录终止、mRNA从细胞核输出以及mRNA的翻译都非常重要。

alternate polyadenylation:可选择性多聚腺苷酸化,在前体mRNA成熟过程中,环境的细微变化能够导致在mRNA的不同剪接位点上进行选择性的剪接和多聚腺苷酸化。




 Pradeep Kachroo 


个人简介:

1987年,印度德里大学,学士;

1989年,印度Maharaja Sayajirao University of Baroda,硕士;

1995年,印度Maharaja Sayajirao University of Baroda、美国威斯康星大学麦迪逊分校,博士;

200-2003年,Boyce-Thompson研究所、康奈尔大学,高级研究员;

2002-2007年,肯塔基大学,助理教授;

2007-2013年,肯塔基大学,副教授;

2013年-至今,肯塔基大学,教授。


研究方向:利用拟南芥为模式植物,研究其与细菌性病原体丁香假单胞菌、病毒性病原体芜菁皱纹病毒以及真菌性病原体炭疽菌和灰葡萄孢的相互作用。


doi: https://doi.org/10.1126/sciadv.abm8791


Journal: Science Advances

Published date: June 24, 2022


Cite:
M. B. Shine, Kai Zhang, Huazhen Liu, Gah-hyun Lim, Fan Xia, Keshun Yu, Arthur G. Hunt, Aardra Kachroo, Pradeep Kachroo. Phased small RNA–mediated systemic signaling in plants. Science Advances, 2022, 8(25): eabm8791. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abm8791



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