aBIOTECH | 吕培涛课题组综述RNA修饰在植物发育和果实成熟中的应用

会议日程更新 | 2025 aBIOTECH Conference持续注册中

真核生物RNA上存在170多种化学修饰，形成动态可逆的“表观转录组密码”。这些修饰通过“写入酶”（writer）、“擦除酶”（eraser）和“识别蛋白”（reader）精确调控RNA代谢全过程。在哺乳动物中，RNA修饰已被证实参与调控胚胎发育、免疫系统发育以及疾病和肿瘤进展等多个重要生物学过程。然而，与动物领域相比，植物RNA修饰研究仍处于起步阶段，其分子机制和生物学功能亟待系统解析。深入探究植物RNA修饰调控网络，不仅有助于完善基因表达调控理论，更能为作物品质改良和精准育种提供全新靶点。近日，中国热带农业科学院热带生物技术研究所吕培涛教授在aBIOTECH 发表了题为“Regulatory roles of RNA modifications in plant development and fruit ripening”的综述论文。文章系统阐述了RNA修饰在植物生命活动中的调控作用，深入解析了N⁶-甲基腺苷（m⁶A）等修饰对植物发育及果实成熟的分子机制。

真核生物RNA上的化学修饰通过动态调控RNA的稳定性、剪切、运输及翻译效率，精准参与植物生长发育与环境响应过程。文章主要包括两方面内容：（1）RNA修饰在植物生长发育和环境响应的调控机制；（2）RNA修饰在果实发育和成熟中的调控机制。

作为当前研究最深入的RNA修饰之一，m⁶A通过writer、eraser和reader的协同作用，形成动态调控网络，贯穿植物整个生命周期。研究表明，m⁶A修饰在胚胎发育、花期调控、抗病抗逆等关键过程中发挥不可替代的作用。在园艺作物中，番茄、猕猴桃、草莓等果实的发育与成熟进程，同样受到m⁶A修饰的精密调控。除了m⁶A修饰外，文章还系统梳理了其他RNA修饰的调控机制及其在植物生长发育中的作用，如m⁵C修饰通过影响mRNA的运输和翻译参与调控水稻耐高温响应；ac⁴C修饰在番茄果实成熟和水稻抗病中发挥独特作用（图1）。

图1. RNA修饰在植物发育和果实成熟中的生物学功能

随着技术发展，表观转录组学已实现单碱基精度的修饰检测。结合基因编辑等工具，研究人员未来有望通过精准操纵RNA修饰，培育优良品种。文章同时强调，跨学科合作（涵盖生物学、化学、计算机科学等）将成为解码植物表观转录组的“加速器”，为实现“智能设计”，推动可持续农业发展提供关键支撑。

中国热带农业科学院吕培涛研究员、芝加哥大学李浩轩博士和香港中文大学王冠群教授为该论文通讯作者，福建农林大学园艺学院李天相和黄俊媚为本文第一作者。本工作得到了国家自然科学基金，热带作物生物育种全国重点实验室项目以及热科院高层次引进人才项目的资助。

引用本文：

Li, T., Huang, J., Wang, G. et al. Regulatory roles of RNA modifications in plant development and fruit ripening.  aBIOTECH (2025). https://doi.org/10.1007/s42994-025-00240-5

相关阅读：

aBIOTECH | 2022-2024年『表观遗传学』主题精选

aBIOTECH | 黄三文课题组综述表观遗传助力番茄和马铃薯育种

aBIOTECH | 上海交通大学姜博晨课题组综述植物RNA N6-甲基腺苷的调控机制及在作物遗传改良中的应用

aBIOTECH | 周岳课题组揭示拟南芥PRC1核心组分BMI1s与condensin复合体共同调节染色质结构及基因表达

aBIOTECH | 陈香嵩/蔡海亚团队合作揭示水稻耐高温表观遗传调控新机制

aBIOTECH | 段成国课题组综述植物免疫调控中的表观遗传机制

aBIOTECH | 李方方/周雪平团队揭示m6A修饰介导的抗病毒与细胞自噬途径的互作

aBIOTECH | 晏石娟团队开发植物磷酸化和S-亚硝基化修饰组学同步分析技术

aBIOTECH | 肖军课题组综述植物再生过程中的表观调控

aBIOTECH | 段成国团队揭示DNA甲基化介导的棉花黄萎病致病新机制

aBIOTECH | 陶增团队揭示病原真菌组蛋白修饰H3K36两个甲基转移酶介导不同转录活性的分子机制

aBIOTECH | 陶增课题组综述植物病原真菌中组蛋白甲基化的作用