可变剪接（Alternative Splicing, AS）是一种重要的转录后调控机制，通过调节基因表达和生成蛋白质组多样性来提高植物对干旱胁迫的抵抗力。在这一过程中，U1小核RNA（U1 snRNA）的5'端与前体信使RNA（pre-mRNA）的保守5'剪接位点的相互作用，对U1小核糖核蛋白粒子(又称为 U1 snRNP)参与可变剪接至关重要。然而，U1 snRNA在干旱胁迫响应中的具体作用仍然未明。

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权威期刊《Plant Physiology》上在线发表了题为“The U1 small nuclear RNA enhances drought tolerance in Arabidopsis”的研究论文。该研究揭示了U1 snRNA通过调控下游基因SPEECHLESS（AtSPCH）的剪接方式，影响叶片气孔的开度和密度，从而减少叶片水分流失，提高植物耐旱性的全新机制。

研究表明，AtU1 snRNA作为正调控因子在干旱耐受性中发挥了重要作用。过表达AtU1 snRNA能够减少活性氧的积累和提高脯氨酸含量，增强干旱相关基因的表达水平。转录组测序发现过表达AtU1 snRNA导致大量下游靶标基因的异常剪接，特别是与气孔发育密切相关的基因如AtSPCH。进一步研究发现，AtU1 snRNA过表达株系的气孔开度和密度明显低于野生型植株，而过表达AtSPCH可回补AtU1 snRNA过表达株系的气孔开度和密度（图1）。这些发现揭示了AtU1 snRNA作为可变剪接调控因子在提高植物耐旱性中的关键作用，有助于深入理解可变剪接途径在干旱胁迫响应中的作用，并增进对植物耐旱性分子网络的认识。该研究为未来通过基因调控提高作物耐旱性提供了新的思路。

图1. AtU1 snRNA通过调节AtSPCH基因的剪接影响气孔开度和密度

广东省科学院南繁种业研究所王振宇教授和顾进宝副研究员为该论文的共同通讯作者，海南大学博士王帆和广东省科学院南繁种业研究所博士后李阳为本文共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金项目、广东省科学院发展专项、广东省珠江人才计划、广东基础与应用基础研究基金、广州市科协青年科技人才托举项目和湛江市创新创业团队引育“领航计划”、海南大学热带农林学院作物科学研究生创新研究项目和海南省普通高等教育研究生创新科研项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae389

（大豆种业研究室/供稿）