近日，中国农业科学院生物技术研究所作物耐逆表观遗传与智能设计团队在作物多性状协同改良研究方面取得重要突破。研究首次揭示了提升RNA m⁵C修饰水平在作物产量、耐逆等多性状协同调控的作用，这一发现突破了对RNA m⁵C修饰功能的认知。相关成果发表在《国家科学评论（National Science Review）》上。

RNA表观转录组化学修饰是调控RNA稳定性、剪接、定位及翻译等代谢过程的关键机制。其中，RNA m5C此前已在人类及哺乳动物中被证实与多种疾病密切相关，但其在植物中的功能机制尚不清楚。

研究揭示了提升RNA m⁵C修饰水平在作物产量、耐逆、高效等多性状协同调控的关键作用，这一发现突破了对RNA m⁵C修饰功能的认知。研究鉴定了一个在水稻、小麦、番茄等多种作物中保守的RNA m⁵C去甲基化酶——OsNOP2。在日本晴、龙粳31、秀水134等水稻品种中，OsNOP2敲除株系提升了RNA m⁵C的含量，产量增加了20%以上。OsNOP2功能缺失不仅可在常规条件下实现增产，还能在高温胁迫及高盐土壤条件下降低产量损失。同时，敲除小麦、番茄中的NOP2同源基因可使小麦单株产量提高约33%，番茄单果鲜重增加约33%，进一步证实其功能保守性。综上，本研究揭示了OsNOP2介导的RNA m⁵C表观修饰在调控碳同化与氮素利用中的新机制，为作物多性状协同遗传改良提供了重要新靶点。

图注：RNA m⁵C在多种作物产量提升中的分子机制

论文共同第一作者为中国农业科学院生物技术研究所李秀兰博士、李聪博士、王祥宇博士和杨立文博士；共同通讯作者为生物技术研究所谷晓峰研究员和普莉研究员。研究获得了农业生物育种重大项目、国家自然科学基金、宁夏回族自治区重点研发计划、中国农业科学院创新工程和青年创新专项等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwag102