2024年10月，Seed Biology 在线发表了复旦大学郑丙莲团队题为Paternal miRNA biogenesis contributes to seed development in Arabidopsis 的研究论文，该研究揭示了植物父源miRNA产生对种子发育具有重要的促进作用。
由于miRNA产生的关键因子DCL1的功能完全缺失突变体会导致胚胎致死，该研究利用一个弱突变体dcl1-7 作为实验材料，从而可以得到纯合突变的植物及纯合突变的雄配子花粉。利用Col-0与dcl1-7 突变体的花粉作为父本分别对Col-0雌蕊进行人工授粉，结果发现以dcl1-7 突变体花粉作为父本会造成严重的果荚短小及种子发育缺陷的表型。
由于花粉发育过程中的两次有丝分裂会产生一个营养细胞（Vegetative Cell, VC）和两个最终进行双受精的精细胞（Sperm Cell, SC）。已知众多miRNA在营养细胞和精细胞中呈现不同的分布模式，但原因尚不清楚。为了探究是否MIRNA 基因的转录在两类细胞中存在差异，研究人员通过在花粉发育不同时期观察数个MIR 基因启动子融合GFP报告基因的信号分布模式，结果发现MIR 基因的转录普遍在早期花粉发育阶段较为活跃，而在成熟花粉中转录活性都很低，提示成熟花粉中积累的miRNA可能更多源于早期的加工。
然而不同的是，miRNA产生的相关因子DCL1、HYL1、以及HEN1却在花粉发育的各个时期在两类细胞中都有表达。尤其是成熟花粉时期，这些miRNA生成的关键基因在营养核均有显著表达，部分在精细胞中也能检测到一定的表达。这些结果提示成熟花粉本身可能不需要加工miRNA，但miRNA加工的关键基因，例如DCL1仍在成熟花粉中表达可能对于双受精及其早期种子发育有作用。
VC和GC/SC敲降DCL1会导致不同类型的种子发育缺陷
复旦大学生命科学学院郑丙莲教授课题组的在读博士生杨怀昊为本文第一作者，郑丙莲教授为通讯作者。复旦大学在读博士生蒋婷、胡倩倩、已毕业博士生赵幼尚与已毕业本科生林子桓也参与了该研究工作。复旦大学生命科学学院任国栋教授参与了该项工作。本研究得到了国家自然科学基金委的资助。
原文链接：
https://doi.org/10.48130/seedbio-0024-0017
相关推荐：
Seed Biology | 清华大学黄善金教授团队揭示拟南芥受精过程中花粉管转向的机制
Seed Biology | 华中师范大学李学宝团队揭示ABA调控BnLEC1磷酸化介导的油菜种子油脂合成的新机制
Seed Biology | 华南农业大学/玉溪中烟种子有限责任公司合作解析NtIPMS调控烟草种子耐冷萌发机制
点击“阅读原文”查看文章原文
