作者：王婧、祝蕾

直链淀粉含量（Amylose Content, AC）是决定稻米食用和烹饪品质的主要因素。AC由编码淀粉颗粒结合淀粉合酶（GBSSI）的主效基因Wx和多个微效基因决定。Wx在粳稻中的等位变异基因Wx^b，与籼稻的Wx^a基因相比，产生的Wx成熟转录本较少，导致粳稻中直链淀粉含量比籼稻少；而Wx^b基因的剪接效率受到Dull基因调控，且Dull突变之后导致胚乳暗沉、直链淀粉含量降低。迄今为止仅克隆了两个Dull基因（Du1和Du3），Dull基因究竟如何调控Wx^b剪接，尚且不清楚。

近日，南京农业大学万建民院士团队在Plant Biotechnology Journal期刊发表了题为“Du13 encodes aC2H2 zinc-finger protein that regulates Wxb pre-mRNA splicing and microRNA biogenesis in rice endosperm”的研究论文。揭示了新基因Du13通过调控粳稻Wxb剪接效率和miRNA生物合成进而来调控水稻胚乳的生长发育机制。

该研究中，作者从粳稻的突变群体中鉴定到du13突变体，与野生型相比，du13突变体中直链淀粉含量显著降低且淀粉的理化特性发生了改变(图1)，并且du13突变体显示出灌浆速率变低、籽粒变小、株高和穗长增加、分蘖数减少等表型，表明du13突变对植物表型具有多效性。

作者通过图位克隆、基因敲除等验证了LOC_Os06g48530是Du13基因。Du13编码一个C2H2型锌指蛋白，可增强Wxb的剪接效率。该基因突变导致Wxb第1内含子的剪接效率急剧降低，从而导致GBSSI蛋白和活性显著降低，进而导致直链淀粉含量降低。前人研究表明Du3编码的mRNA帽结合蛋白OsCBP20与OsCBP80形成异源二聚体帽结合复合物（OsCBC）；作者通过BiFc和Co-IP实验证明了Du13也可以与OsCBP20和OsCBP80互作。通过mRNA-seq分析发现du13突变体中某些基因的选择性剪接(AS)模式发生了显著变化。

Du13突变降低了一些重要microRNA的丰度，这些microRNA的前体在du13胚乳中积累，表明Du13影响microRNA前体的加工。进一步研究发现Du13可能通过与miRNA加工复合体的关键蛋白OsHYL1互作，来调控pre-mRNAs的正常加工，进而调控成熟miRNAs的积累(图2)。

该研究表明Du13在pre-mRNA剪接和microRNA加工中发挥双重作用，为水稻营养品质改良提供基因资源和理论支撑。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13821