木薯是热带和亚热带地区主要的粮食作物，具有抗旱、耐贫瘠、适应性广泛和储藏根淀粉含量高等特性。然而木薯储藏根不耐贮藏，储藏根周边部位会出现褐变或青褐变，被称之为木薯特有的“采后生理性变质”（Postharvest physiological deterioration，PPD），成为目前限制木薯产业发展的一个瓶颈。我国每年由于木薯储藏根PPD问题导致的直接经济损失达2亿元以上。至今尚未有一种行之有效的方法用于延缓或抑制木薯储藏根PPD，其分子调控机制缺乏深入的研究。近年来关于木薯储藏根PPD过程的调控研究多关注于转录水平的变化，而转录后调控，特别是RNA可变剪接的调控研究鲜有报道。
近日，广东省科学院南繁种业研究所王振宇团队在国际植物学领域权威期刊Plant Physiology在线发表了题为“RNA splicing modulates the postharvest physiological deterioration of cassava storage root”的研究论文，揭示了RNA剪接蛋白MeSCL33通过结合MeABA1 前体mRNA进而调控脱落酸（Abscisic acid，ABA）水平，从而延缓木薯储藏根 PPD 发生的新机制。
该研究对木薯品种KU50采后生理性变质过程中的储藏根进行链特异性转录组测序，发现RNA剪接蛋白和ABA生物合成基因发生了不正常剪接。进一步研究发现外源ABA通过维持活性氧的生成和清除来延缓PPD的发生，且MeABA1不正常剪接转录本（内含子保留）与木薯储藏根PPD相关联。通过RNA-蛋白酵母三杂交和RNA免疫沉淀实验表明，富含丝氨酸/精氨酸的RNA剪接蛋白MeSCL33可结合MeABA1的前体mRNA。在木薯中过表达MeSCL33可提高MeABA1剪接效率并促进其高表达，进而维持体内高浓度ABA水平抑制活性氧的产生，达到延缓储藏根PPD发生的目的（图1）。该研究旨在揭示木薯储藏根PPD过程中RNA可变剪接调控的功能及作用机制，为培育抗PPD木薯新品种提供新的探索路径。
图1. 过表达MeSCL33延缓木薯PPD的发生
广东省科学院南繁种业研究所王振宇教授为该论文的通讯作者，顾进宝博士、马晓雯博士和中国科学院植物分子科学卓越研究中心副研究员马秋香为本文共同第一作者。中国科学院植物分子科学卓越研究中心植物分子遗传学国家重点实验室张鹏研究员和海南大学王文泉研究员为此研究提供了宝贵遗传材料和种质资源。该研究得到了广东省科学院发展专项、国家自然科学基金项目、国家木薯产业技术体系和湛江市创新创业团队引育“领航计划”的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiae206