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生物物理研究院马铃薯研究所团队合作揭示糖信号转录后调控新机制

发布时间：2026-10-27

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近日，我校生物物理研究院马铃薯研究所于茹副教授与山东农业大学刘红梅教授团队合作完成的学术论文 “The RNA binding protein RGGA acts as a sugar-responsive cofactor of the 5'-3' exoribonuclease XRN4 to function in selective mRNA degradation and post-transcriptional regulation of plant growth”在国际权威期刊《Plant Communications》（中科院 SCI 一区 TOP，IF=13.7）发表，于茹副教授为该论文第一作者。

糖既是植物生长发育的核心能量载体，又是关键信号分子，参与调控光合、碳代谢、器官建成等一系列生物学过程。现有研究对糖介导基因抑制的解析大多集中在转录层面，糖信号如何通过转录后途径调控植物生长的分子机制尚不清晰。该研究以模式植物拟南芥为研究材料，围绕糖响应mRNA选择性降解开展系统挖掘，鉴定到RNA结合蛋白RGGA作为糖信号响应的关键辅因子。

研究证实，RGGA能够识别靶标mRNA 5′端保守基序，充当分子接头招募5′-3′外切核糖核酸酶XRN4，介导蔗糖代谢、叶绿素合成、根系发育相关转录本的降解；RGGA功能缺失后，靶mRNA降解受阻并大量累积，驱动植株生长增强。研究还发现，幼苗阶段仅5天的蔗糖供给，即可赋予rgga突变体贯穿全生命周期的生长优势，突变体表现出根系更为发达、叶绿素含量上升、糖代谢关键酶活性提高，角果与种子产量显著提升等优良表型。不同于功能广谱的XRN4，RGGA特异性靶向糖响应转录本，敲除RGGA不会引发广泛的发育副作用，且RGGA在单、双子叶植物中高度保守。

该研究明确了糖抑制效应一条全新的转录后调控通路，为理解植物糖信号网络提供新视角。RGGA靶点特异性强，在作物遗传改良上具备很好的应用潜力，敲除RGGA结合栽培调控有望释放作物生长潜能，为高产育种提供新思路。