Wetenschap
Onderzoek naar de veelzijdige rol van MicroRNA156 in tuinbouwplanten
Een onderzoeksteam heeft de rol van MicroRNA156 (miR156) in tuinbouwplanten onderzocht en de significante invloed ervan op een verscheidenheid aan biologische processen blootgelegd, zoals vegetatieve groei, bloemeninductie en stressreactie. miR156, bekend om zijn hoge beschermingsgraad voor alle plantensoorten, is veelbelovend als biotechnologisch hulpmiddel voor het verbeteren van tuinbouweigenschappen.
De studie benadrukt het potentieel van miR156 om het juveniele stadium bij vaste planten te versnellen, waardoor de kwaliteit en opbrengst worden verbeterd. Toekomstig onderzoek staat klaar om zich te verdiepen in de complexe regulerende mechanismen van miR156, met als doel de toepassing ervan bij het ontwikkelen van wenselijke eigenschappen in economisch belangrijke tuinbouwplanten te verfijnen.
MicroRNA's zijn een klasse van endogene niet-coderende RNA's die de genexpressie in planten negatief moduleren door de splitsing van mRNA en translationele repressie te beïnvloeden. MicroRNA156 (miR156) is een van de meest evolutionair geconserveerde miRNA's onder angiospermen, aanvankelijk ontdekt in Arabidopsis en nu geïdentificeerd in talrijke tuinbouwplanten, zoals gecatalogiseerd in de miRBase-database.
Het beïnvloedt verschillende tuinbouwkenmerken en dient als een potentieel instrument voor biotechnologische modificaties. Ondanks de wijdverbreide functionele verificatie blijven de complexe interacties en regulerende mechanismen van miR156 echter grotendeels onontgonnen. Het aanpakken van deze lacunes is essentieel voor het benutten van het volledige potentieel van miR156 in de vooruitgang in de tuinbouw.
Een overzichtsartikel gepubliceerd in Ornamental Plant Research vat op 2 april 2024 de multifunctionele regulatie van miR156 in tuinbouwplanten samen en verkent mogelijke wegen voor toekomstig onderzoek.
Gebaseerd op 141 sequenties van 16 tuinbouwplanten, behoren miR156-leden tot 26 subfamilies (miR156a – z). Hun sequenties vertonen een grote conservering, volgens de afstemming van miR156-subfamilies van verschillende tuinbouwplanten. SPL-transcriptiefactoren zijn het doelwit van miR156.
Eerdere studies hebben aangetoond dat de miR156-SPL-module betrokken kan zijn bij meerdere belangrijke biologische processen, zoals vegetatieve faseverandering, bloemontwikkeling, fruitrijping en stressreacties. De miR156-SPL-module werkt ook synergetisch met andere signaalroutes, zoals glucosesignalering, T6P-route en signalering van fytohormonen.
Tegelijkertijd vatten de onderzoekers ook de functionele validatietechnieken voor miR156 in tuinbouwplanten samen, waaronder overexpressie, expressieonderdrukking en CRISPR/Cas9-technologie. Ondanks de uiteenlopende functionaliteit van miR156 blijven de mechanismen ervan onderbelicht, vooral bij niet-modeltuinbouwplanten met unieke eigenschappen zoals knolvorming bij aardappelen of rankvorming bij komkommers.
De review benadrukt de noodzaak van diepgaander onderzoek naar de interacties van miR156 met SPL-transcriptiefactoren en andere signaalroutes om het biotechnologische potentieel ervan volledig te benutten. Deze evaluatie vormt uiteindelijk de basis voor toekomstige studies om de complexiteit van de regelgeving van miR156 te onderzoeken, met als doel het potentieel ervan voor het verbeteren van de kwaliteit en productiviteit van tuinbouwgewassen te benutten.
Volgens de senior onderzoeker van het onderzoek, Yun Wu, "vatten we hier de functionele diversiteit van miR156 in tuinbouwplanten samen om nieuwe inzichten te verschaffen voor verder onderzoek naar de biologische functie en het regulerende mechanisme van miR156 en over hoe miR156 kan worden ingezet om de verbetering van de kwaliteit van miR156 te bereiken." tuinbouwkenmerken."
Deze review gaat dieper in op de veelzijdige rollen van de miR156-familie binnen een spectrum van tuinbouwplanten, en toont de evolutionaire instandhouding ervan en de belangrijke functie ervan bij het reguleren van ontwikkelingskenmerken.