Nature Plants | 俞皓/申莉莎发表“RNA m6A修饰与植物激素交叉调控的作用机制”综述

近日，新加坡淡马锡生命科学研究院与新加坡国立大学申莉莎研究员和俞皓院士在Nature Plants发表了题为RNA m6A modification meets plant hormones的综述文章，深入解析了N6-甲基腺苷（m6A）RNA修饰与植物激素之间的相互作用机制，为理解植物如何通过动态的RNA修饰调控植物生长发育以及应对环境变化提供了新的视角，同时也为精准调控作物生长、提高农业生产力和抗逆性提供了新的思路。

m6A修饰是mRNA最广泛的化学修饰之一，它能够影响mRNA的转录，稳定性、剪切、翻译和降解，从而调控mRNA的表达和代谢过程。m6A修饰与植物激素有着重要的相互作用关系。m6A修饰不仅受植物激素信号的调控，还能反向影响激素的合成、信号转导及其在植物生长发育和环境适应中的作用。例如，脱落酸（ABA）、生长素（Auxin）和水杨酸（SA）等植物激素可诱导m6A修饰在特定基因上的重新分布，进而影响相关信号通路及其下游基因的表达，表明植物激素在调控m6A水平方面发挥着重要作用。

反之，m6A修饰也直接影响激素的合成和信号传导等过程。例如，在生长素信号途径中，m6A修饰能够稳定OsYUCCA3的mRNA，提高水稻花粉囊中的生长素合成水平，从而促进雄性生殖发育。在拟南芥中，m6A修饰出现在多个生长素信号通路关键基因（如TIR1、AFB和ARF）上。此外，一些m6A修饰酶的突变会导致生长素相关的表型异常，如根系生长受阻、叶片发育异常、向重力性受损等，表明了m6A修饰在生长素信号调控中的重要作用 （图1）。

图1: m6A 调控生长素合成与信号通路

在ABA信号通路中，m6A修饰同样发挥了关键作用。研究发现，外源ABA处理会显著上调m6A去甲基化酶ALKBH9B和ALKBH10B的表达水平，并增强它们对ABA信号负调控因子ABI1 mRNA的去甲基化作用，从而提高这些基因的稳定性，以响应植物对干旱、盐胁迫等环境因素的适应能力。此外，m6A阅读蛋白ECT8能够响应ABA信号形成液-液相分离的细胞凝聚体，将部分m6A修饰的mRNA，包括ABA受体基因PYL7，临时储存于应激颗粒中，以精细调节ABA受体的蛋白表达。这一机制为植物在复杂环境中迅速调整ABA信号提供了新的调控模式。在植物免疫方面，m6A修饰也与SA信号紧密相关。研究表明，病原菌感染会显著影响m6A修饰的全基因组分布，并增强SA信号途径相关基因的m6A修饰水平。同时，m6A阅读蛋白ECT1能够通过mRNA降解途径降低SA应答基因的表达，以防止植物在病原菌胁迫下产生过度的免疫反应，影响植物正常生长。这些发现表明，m6A修饰和激素的相互作用，在影响植物的生长发育和植物免疫等过程中发挥重要作用 （图2）。

图2: m6A 调控脱落酸与水杨酸信号通路

未来，结合高通量测序、单细胞转录组分析及RNA修饰特异性基因编辑技术，我们有望进一步拓宽了解m6A修饰和植物激素信号途径之间的相互关系，并探索相关知识在作物育种中的潜在应用。随着RNA表观遗传学的不断发展，m6A修饰调控植物生长和环境适应的研究将为提高农业生产效率、培育高产抗逆作物提供强有力的理论支撑和目标基因。该综述探讨分析了表观转录组和植物激素调控之间的分子机理和前言动态，并为利用表观转录组改良作物性状提供了潜在的研究思路和方向。

申莉莎研究员和俞皓院士为该论文的通讯作者。该研究得到了新加坡国立研究基金会，淡马锡生命科学研究院和新加坡国立大学的支持。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41477-025-01947-5