2019年7月1日，浙江大学生命科学学院植物生物学研究所毛传澡教授课题组在Plant Journal发表了题为CRD1, an Xpo1 domain protein, regulates miRNA accumulation and crown root development in rice 的研究论文，揭示了一个新的水稻不定根发生的调控因子CRD1。该研究发现，水稻CRD1参与维持胞内miRNA的正常表达水平，通过miR156影响不定根的正常发育。该研究是毛传澡教授课题组继4月在The Plant Cell发表论文揭示调控水稻不定根发生机制之后的又一项重要工作。
不定根是须根系植物根系的主要组成部分，其生长发育过程受到环境及遗传因素的综合调控。虽然国内外对不定根发育分子机制已经有一些相关报道，但禾本科植物不定根发生的分子机制尚不清楚，新的分子调控通路的亟待研究探索。
毛传澡课题组通过筛选水稻突变体库，获得了一个不定根发育异常的突变体crd1（crown root defect1）。CRD1通过调控不定根原基的发生影响不定根的发育，crd1突变体较野生型不定根数显著减少。通过Mut-Map技术克隆了目标基因，该基因编码人Exportin-5在水稻中的同源蛋白。通过CRD1多克隆抗体进行原位免疫及WB实验，首次明确CRD1为细胞内核质共定位蛋白，且这种定位模式对其正常行使功能起着至关重要的作用。
对野生型和突变体的根茎结合部进行总的Small RNA测序分析，发现所检测到的miRNA中，约65%的miRNA在突变体中被显著下调。这些在突变体中降低的miRNA在细胞核和细胞质中的积累水平比野生型均显著降低。通过靶标模拟技术逐个抑制野生型中这些miRNA的表达，发现仅当抑制miR156 (MIM156) 的正常功能时才能成功模拟出类似crd1突变体的不定根缺失表型。
总的来说，该研究揭示了CRD1具有维持miRNA稳定性的重要作用，解析了新的不定根发育调控基因CRD1，并证明其对籼、粳稻的不定根发育都具有不可或缺的作用。此前，毛传澡课题组发现水稻miR156的靶基因OsSPL3/OsSPL12通过诱导OsMADS50表达调控水稻不定根数目（Plant Cell, 2019, 点击查看此前的报道：Plant Cell | 浙江大学毛传澡课题组揭示水稻不定根发育的重要调控通路），因此，这些结果阐明了调控水稻不定根发生的重要调控通路CRD1-miR156-SPL3/12-OsMADS。
据悉，该研究由浙江大学毛传澡教授课题组完成。博士研究生朱建树为该论文的第一作者，毛传澡教授为通讯作者。相关工作得到了“国家重点研发计划”等项目的资助。
论文原文链接：
https://doi.org/10.1111/tpj.14445
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