美国特拉华大学、南达科他州立大学和亚利桑那大学的科学家合作鉴定出玉米中一种新的基因沉默机制,该机制通过小干扰RNA(siRNA)保护作物免受病毒引发的变异和跳跃基因的危害。研究比较了玉米和模式植物拟南芥中基因失活的影响,揭示了两种植物在RNA沉默途径上的差异。
特拉华大学的研究人员此前研究了拟南芥中RNA依赖的RNA聚合酶2(RDR2)基因功能缺失的突变体。RDR2编码的酶负责产生小RNA,这些RNA能防止外源基因整合入染色体。亚利桑那大学的研究则鉴定了玉米中一个与拟南芥RDR2功能等同的基因——MOP1。由于RDR2和MOP1都能产生保护性小RNA,研究团队决定合作探讨玉米中小RNA机制是否与拟南芥相同。
结果发现,玉米中一种称为小干扰RNA(siRNA)的不寻常RNA数量远多于拟南芥。siRNA的主要功能是抑制重复序列,包括跳跃基因(转座子)。由于玉米中保护性小RNA更多,科学家推测除了MOP1外,还有其他基因参与siRNA的产生。这一发现表明,玉米可能拥有更复杂的RNA沉默网络,以应对其基因组中大量的重复序列。
该研究为理解作物如何通过表观遗传机制抵御基因组不稳定提供了新视角,并可能为培育抗病毒作物品种提供靶点。