PNAS | 中山大学陈月琴/张玉婵团队揭示microRNA调控水稻花粉发育的新机制

12月24日，PNAS在线发表了中山大学陈月琴教授、张玉婵副教授团队题为OsmiR528 regulates rice-pollen intine formation by targeting an uclacyanin to influence flavonoid metabolism的研究论文。该研究揭示了miR528通过靶向蓝铜蛋白家族成员UCL23，影响黄酮类物质代谢，从而调控水稻花粉粒发育的机制。

植物的花粉壁是由内壁和外壁构成。其中花粉外壁的发育调控机制相对较清楚，然而人们对花粉粒内壁（intine）的组成和发育调控仍所知甚少。花粉内壁的发育是花粉粒成熟及花粉管萌发和植物双受精作用所必须的，对于作物育种及产量都具有重要的意义。

microRNA是一类小非编码RNA，参与植物生长发育各方面的调控。该研究发现，miR528通过靶向蓝铜蛋白家族成员UCL23从而调控水稻花粉粒发育。miR528在二孢花粉期的花粉粒中表达并抑制UCL23的表达，促进花粉内壁在该时期的发育。而UCL23与POT蛋白在PVC/MVBs中互作，通过影响黄酮类物质的运输和积累参与花粉内壁发育调控（如下图示）。值得一提的是，该课题组也曾经报道过调控蓝铜蛋白家族成员的另外两个microRNA（miR397、miR408）在调控水稻产量和花粉发育中的功能，相关结果发表于Nature Biotechnology、Plant Physiology等期刊上。

陈月琴教授为该论文的通讯作者，张玉婵副教授为第一作者。2019年该团队在植物非编码RNA和RNA修饰方面取得了一系列进展，相关成果还分别在PLOS Genetics、Plant Physiology、Plant Biotechnology Journal等刊物上发表。该团队还受Annual Review of Cell and Developmental Biology邀请撰写了植物非编码RNA综述文章。