近期,我院郭誌英博士以共同第一作者身份撰寫的論文“Profiling of phytohormone-specific microRNAs and characterization of the miR160-ARF module involved in glandular trichome development and artemisinin biosynthesis inArtemisia annua”發表在植物學領域頂級權威期刊《Plant Biotechnology Journal》(IF=13.263,中科院一區Top權威期刊)上。
該論文通過對10個青蒿文庫中miRNAs及其降解組進行了高通量測序和生物信息學分析,在進行特異響應激素誘導關鍵miRNA的篩選中發現miR160能夠特異響應SA和MeJA的誘導,同時發現超表達miR160能夠抑製擬南芥以及青蒿中腺毛的密度。在青蒿中采用短串聯靶標模擬(Short tandem target mimic,STTM)技術介導miR160表達沉默,結果導致青蒿腺毛密度以及青蒿素含量顯著增加。采用RNA-seq分析miR160超表達和沉默表達的轉基因青蒿材料發現能夠影響青蒿素生物合成途徑關鍵酶基因表達水平。通過降解組測序分析、RLM-RACE和煙草瞬時轉化等試驗結果顯示ARF1是miR160的主要靶基因。借助突變技術將ARF1突變為不被miR160降解的突變體,可以顯著提高青蒿中腺毛密度以及青蒿素含量。Y1H、EMSA和Dual-Luc試驗證實了AaARF1通過直接結合AaDBR2啟動子的GAGACA box來激活AaADBR2的表達。綜上所述,該研究發現揭示了青蒿中miR160-ARF1模塊調控青蒿腺毛發育和青蒿素的積累,為青蒿素次生代謝工程提供了新思路。
論文成果得到了國家自然科學基金項目(82003903)及福建省自然科學基金(2020J05243)等項目的資助。