Horticulture Res|西北农林科技大学揭示苹果SERRATE通过调节MdMYB基因以及microRNA来负调控抗旱性

2020年7月1日，西北农林科技大学的研究人员于Horticulture Research（IF:5.404）上发表了一篇题为“Apple SERRATE negatively mediates drought resistance by regulating MdMYB88 and MdMYB124 and microRNA biogenesis”的研究文献，该文献揭示了苹果SERRATE通过调节MdMYB88和MdMYB124以及microRNA来负调控抗旱性。

SERRATE是保守的真核RNA加工因子，影响了mRNA的选择性剪切，SE也在内含子剪切功能方面发挥作用，以促进内含子的靶向基因相关联的转录。干旱胁迫是影响苹果产量和品质的主要限制因素。ABA是一种干旱诱导的植物激素，在植物对环境胁迫的反应中起重要作用。MdMYB88和MdMYB124是苹果干旱胁迫的两个正调节剂，本研究表明MdSE通过负调控MdMYB88和MdMYB124介导的ABA稳态而参与了苹果的抗旱性。

结果

MdSE与MdMYB88和MdMYB124相互作用并降低其转录本和蛋白质水平

通过BiFC分析证实了MdSE与MdMYB88或MdMYB124之间的相互作用，并通过Co-IP分析进一步证实了该相互作用。然而酵母双杂交分析所示，MdSE与酵母中的MdMYB88不相互作用，表明MdSE与MdMYB88或MdMYB124的物理相互作用可能需要其他成分。蛋白质印迹分析表明在干旱条件下，MdSE降低了MdMYB88和MdMYB124蛋白的水平。

MdSE亚细胞定位和表达分析

根据瞬时表达分析，YFP-MdSE融合蛋白存在于烟草细胞核中。SE 主要在花中表达，其次是茎，叶和根。所述MDSE表达水平响应于干旱胁迫。

MdSE是抗旱性的负调节剂

为了了解MdSE在苹果干旱反应中的生物学功能，研究了MdSE转基因植物和非转基因GL-3植物的耐旱性。结果MdSE RNAi植物具有更高的光合作用速率和水分利用效率。MdSE OE植物对干旱胁迫更为敏感。数据表明MdSE负调节苹果的抗旱性。

MdSE调节干旱条件下的气孔孔径和ABA积累

MdSE在MdNCED3转录物和ABA含量下的调控对干旱进行了研究。qRT-PCR分析，干旱诱导的MdNCED3表达在MdSE RNAi植物中明显较高，但在MdSE OE植物中则低于GL-3植物。LC-MS分析表明MdSERNAi植物含有显着更多的ABA，但MdSE OE植物对干旱的响应比GL-3植物要少。MdSE RNAi植物对ABA诱导的气孔关闭高度敏感，而MdSE OE植物则不那么敏感。

MdSE富含MdNCED3启动子

研究MDSE是否通过MdNECD3影响相关联的表达水平MdNCED3启动子。ChIP-qPCR结果显示，MdNCED3处MdSE富集在MdMYB88和MdMYB124结合的同一区域中的启动子。还使用双荧光素酶法检测MdSE对MdNCED3表达的影响。结果表明，MdMYB88和MdMYB124增强MdNCED3表达。这些结果表明，MdSE对MdNCED3的调节取决于其与MdMYB88和MdMYB124的关联。

MdSE调节干旱条件下苹果中miRNA的功能

使用qPCR分析了干旱响应性miRNA的表达，在干旱条件下，这些miRNA的表达水平在MdSE RNAi植物中降低，表明MdSE和SE在miRNA表达中具有相似的作用。数据表明，MdSE与SE 在miRNA表达中具有相似的功能，并通过调控干旱负责的miRNA负调控干旱。

我们的研究阐明了MdSE在抗旱胁迫中的作用。MdSE通过影响miRNA的表达并负调控MdMYB88和MdMYB124的蛋白质积累，从而在抗旱性中发挥负作用，从而导致ABA积累的负调控。我们的研究提供了对MdSE应对干旱胁迫的复杂机制的更深入了解，并确定了通过分子育种改善干旱的候选基因。