Cell Host Microbe | 张晓明团队联合钱伟强、陈金峰发现lncRNA平衡植物免疫和生长机制

责编 | 王一

自然界中，植物往往面临细菌、病毒、真菌、卵菌、类病毒、线虫和食草性昆虫等各种病原体和害虫的危害。为了应对这些持续的威胁，植物进化了强大的防御系统。然而，与此同时植物免疫系统的组成性激活也会损害植物的生长发育。为了平衡植物的免疫和生长，在植物未受病原胁迫情况下其免疫被严格控制，并在病原感染后快速激活，但是这种平衡机制背后的分子机理仍待进一步研究。

长链非编码 RNA (lncRNA) 是一类长度大于200nt的多样化的功能性 RNA，这些RNA缺乏功能性开放阅读框，且不属于其他明确定义的非编码 RNA。根据它们相对于靶基因的基因组位置，lncRNA 可分为反式作用和顺式作用 lncRNA。顺式作用 lncRNA 通常靶向其基因组附近的蛋白质编码基因进而参与生命活动，而反式作用 lncRNA通常在靶标基因组其它位置的编码基因完成调控功能。非编码RNA的低丰度、不保守和时空特异性表达特性限制了其研究和应用。植物中的 lncRNA研究仍处于早期阶段，lncRNA在植物免疫反应中的功能和分子机制还需要深入研究。

近日，中国科学院动物研究所张晓明研究员团队联合北京大学钱伟强研究员和动物所陈金峰研究员在Cell Host & Microbe发表了题为A LncRNA fine-tunes salicylic acid biosynthesis to balance plant immunity and growth的研究论文，发现lncRNA SABC1通过对水杨酸合成的调控，平衡植物免疫和生长。

该研究通过对清华大学戚益军教授已发表的lncRNA文库的分析发现，许多lncRNA可以靶标转录因子，并响应病原侵染。进一步的研究发现，lncRNA SABC1抑制植物免疫，促进植物生长。SABC1通过招募多梳蛋白复合体PRC2，增加其临近基因NAC3的H3K27me3修饰，抑制NAC3的转录。NAC3激活水杨酸合成酶ICS1表达，从而增加SA合成，正调控植物对细菌和病毒的免疫。细菌和病毒侵染后，植物SABC1积累降低，其对NAC3的抑制作用降低，从而激活NAC3和ICS1的表达，增加植物抗性。

该研究以lncRNA SABC1为模型，阐释了长非编码RNA通过微调激素信号通路平衡植物生长和免疫的分子机理。研究结果将为开发新的作物抗性位点和减轻病原菌对作物的危害提供理论依据。

中国科学院动物研究所张晓明研究员、北京大学钱伟强研究员、中国科学院动物研究所陈金锋研究员为该论文共同通讯作者，张晓明研究组博士研究生刘宁坤和徐彦卓为共同第一作者。北京大学高歌研究员和康涅狄格大学生态进化系袁耀武教授等参与了研究。本研究得到了科技部重大专项、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项（B类）等多个国家级和省部级基金项目的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.chom.2022.07.001