Plant Cell | 上海交通大学朱勃/陈功友合作团队揭示circRNA调控水稻抗白叶枯病的分子机制

近日，上海交通大学农业与生物学院朱勃长聘副教授与陈功友长聘教授联合团队在国际权威植物学期刊The Plant Cell在线发表了题为The circular RNA circANK suppresses rice resistance to bacterial blight by inhibiting microRNA398b-mediated defense的研究论文，阐明了水稻环状RNA（circular RNA, circRNA）通过竞争性内源RNA（competing endogenous RNA, ceRNA）分子机制调控水稻抗白叶枯病的分子通路，为深入理解植物-病原菌互作提供了新的理论依据。

CircRNA是一类通过反向剪接机制形成的非编码RNA分子，其独特的共价闭环结构使其缺乏5'末端帽子和3'末端poly(A)尾巴。这类RNA广泛存在于真核生物中，并在基因表达调控和多种生物学过程中发挥重要作用。然而，circRNA的生物发生机制、表达调控模式及其在植物抗病性中的功能关联仍未被充分阐明，成为该领域亟待解决的关键科学问题。由于缺乏能够特异性敲低circRNA而不影响宿主基因表达的技术工具，植物circRNA的研究进展受到制约。

该研究成功开发了基于CRISPR-Cas13d系统的植物circRNA特异性敲低工具，并实现了水稻circRNA的靶向敲低。通过系统的生理生化实验，我们发现水稻细胞中的circANK通过ceRNA机制，竞争性结合miR398b，从而缓解了miR398b对CSD1、CSD2、CCSD和SODX等基因的转录后抑制。这种分子间相互作用显著降低了水稻在稻黄单胞菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）侵染后的活性氧水平，进而负向调控水稻对白叶枯病的抗性。这一重要发现不仅拓展了circRNA在植物免疫调控中的功能认知，也为作物抗病育种提供了潜在的分子靶点。

上海交通大学博士生刘晓慧为论文第一作者，朱勃长聘副教授为通讯作者。上海交通大学长聘教轨副教授徐正银参与了论文的部分工作。该研究获得国家自然科学基金、重庆自然科学基金和四川省科学技术厅等项目支持。

https://doi.org/10.1093/plcell/koaf082