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科学家揭示非编码RNA协同调控固氮机制

作者:   文章来源:   发表时间:2019-07-24    点击量:

  近日,中国农业科学院生物技术研究所微生物功能基因组创新团队?#32622;?#35838;题组在水稻根际联合固氮施氏假单胞菌中发?#20013;?#22411;非编码RNA参与协同调控固氮酶活性,为进一步揭示生物固氮网络调控机?#39057;?#23450;了重要理论基础。相关研究成果在线发表在?#38431;?#29992;环境微生物学(Applied and Environmental Microbiology)》上。

 

 

  生物固氮是固氮微生物特有的一种生理功能,这种功能是在固氮酶的催化作用下进行的,受胞内能源供应和环?#25215;?#36843;因子影响较大。为?#35270;?#29615;境变化,固氮微生物在进化过程中形成了一套复杂的调控系统,固氮细胞需要表达和维持足够的nif mRNAs分子,才能确保高效固氮酶活,但相关调控网络和作用机制目前还不清楚。

  此前研究已发现了第一个直接参与固氮转录后调控的新型的非编码RNA NfiS,该研究中,科研人员鉴定出第二个参与固氮基因转录后调控的新型非编码RNA,并命名为NfiR。通过分?#30001;?#29289;学实验和生理生化表型鉴定证明NfiR在环?#25215;?#36843;应答和固氮等代谢过程中发挥重要的调控功能。 NfiR不但能够与固氮酶基因nifD mRNA直接相互作用,增?#31185;?#36716;录后的稳定性,而且与非编码RNA NfiS协同参与最佳固氮酶活性的调控。该研究首次证明2个感应不同环境信号的非编码RNA协同调控固氮酶的最佳活性,这?#20013;?#21516;调节作用可能是固氮微生物在复杂多变的根际环境中的一种进化?#35270;?#31574;略。

  与豆科结瘤固氮体?#24403;?#36739;,水稻根际联合固氮体系不形成根瘤等特殊组织结构,受环境影响较大,其田间固氮效?#23454;?#19979;,应用效果不稳定。克服上述天然缺陷,建立高效稳定的联合固氮体系并在农业生产上应用,是实现绿色高效农业生产的一项富有挑战性的研究课题。该研究为解决这一难题迈出了坚实的一?#20581;?/p>

  该研究得到了国家973项目和自然科学基金项目的资助。(通讯员 崔艳)

  原文链接:https://aem.asm.org/content/85/14/e00762-19

 

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