近期,我院郭志英博士以共同第一作者身份撰写的论文“Profiling of phytohormone-specific microRNAs and characterization of the miR160-ARF module involved in glandular trichome development and artemisinin biosynthesis inArtemisia annua”发表在植物学领域顶级权威期刊《Plant Biotechnology Journal》(IF=13.263,中科院一区Top权威期刊)上。
该论文通过对10个青蒿文库中miRNAs及其降解组进行了高通量测序和生物信息学分析,在进行特异响应激素诱导关键miRNA的筛选中发现miR160能够特异响应SA和MeJA的诱导,同时发现超表达miR160能够抑制拟南芥以及青蒿中腺毛的密度。在青蒿中采用短串联靶标模拟(Short tandem target mimic,STTM)技术介导miR160表达沉默,结果导致青蒿腺毛密度以及青蒿素含量显著增加。采用RNA-seq分析miR160超表达和沉默表达的转基因青蒿材料发现能够影响青蒿素生物合成途径关键酶基因表达水平。通过降解组测序分析、RLM-RACE和烟草瞬时转化等试验结果显示ARF1是miR160的主要靶基因。借助突变技术将ARF1突变为不被miR160降解的突变体,可以显著提高青蒿中腺毛密度以及青蒿素含量。Y1H、EMSA和Dual-Luc试验证实了AaARF1通过直接结合AaDBR2启动子的GAGACA box来激活AaADBR2的表达。综上所述,该研究发现揭示了青蒿中miR160-ARF1模块调控青蒿腺毛发育和青蒿素的积累,为青蒿素次生代谢工程提供了新思路。
论文成果得到了国家自然科学基金项目(82003903)及福建省自然科学基金(2020J05243)等项目的资助。