实验室棉花分子遗传改良创新团队揭示m6A甲基化修饰调控棉花纤维伸长新机制

作者：棉花生物育种与综合利用全国重点实验室 日期：2023-05-16 访问量：

实验室棉花分子遗传改良创新团队杨作仁研究员与河北农业大学张艳教授团队利用短纤维突变体Ligon lintless-2（Li₂），通过m⁶A甲基化组和转录组联合分析的手段，揭示了m⁶A甲基化调控纤维伸长的分子机制。相关成果以“N⁶-methyladenosine mRNA modification regulates transcripts stability associated with cotton fiber elongation”为题发表在中科院一区Top期刊《ThePlantJournal》（IF="7.091）上。

棉花是天然纺织纤维的重要来源，棉纤维细胞是植物中最长的单细胞之一，是研究细胞伸长的理想模型。N⁶-甲基腺苷（m⁶A）是真核生物mRNA中最丰富的修饰形式，在调控植物生长发育和非生物胁迫抗性等过程中发挥重要作用。然而，m⁶A甲基化在调节纤维伸长中的作用尚无相关报道。因此，解析m⁶A甲基化介导的纤维伸长调控机制，对进一步丰富棉花纤维细胞伸长的表观调控机制和棉花纤维品质的改良具有重要意义。

该研究利用m⁶A甲基化组和转录组联合分析的手段，对短纤维突变体Ligon lintless-2（Li₂）和野生型（WT）的棉纤维进行研究，构建了陆地棉纤维m⁶A甲基化图谱，发现m⁶A甲基化可以影响纤维伸长相关基因及转录因子的mRNA稳定性，其中，棉纤维伸长相关转录因子GhMYB44的m⁶A甲基化修饰程度在两种材料中差异显著。因此，为进一步验证GhMYB44在棉纤维伸长中的功能，研究团队创制了GhMYB44过表达和RNAi沉默棉花材料。发现GhMYB44的过表达抑制了棉纤维伸长，而沉默GhMYB44后纤维长度增加，表明GhMYB44负向调控棉纤维伸长。综上，该研究揭示了m⁶A甲基化通过影响mRNA的稳定性来调节纤维发育相关基因的表达，最终影响棉纤维伸长的分子机制（图1）。

中棉所杨作仁研究员和河北农业大学张艳教授为该论文共同通讯作者。中棉所与河北农业大学联合培养硕士研究生邢坤、郑州大学农学院刘钊助理研究员为该论文共同第一作者。该研究得到国家重点研发计划（2022YFF1001400）、国家自然科学基金（31971987和31621005）的资助。

Doi: 10.1111/tpj.16274

图1 m⁶A甲基化影响纤维伸长的工作模型