4月6日，《植物细胞》（The Plant Cell）在线发表了中国农业大学食品科学与营养工程学院罗云波和朱鸿亮教授团队题为“SlRBP1通过与SleIF4A2翻译起始复合物结合促进靶标RNAs翻译以维持番茄叶绿体功能”（SlRBP1 promotes translational efficiency via SleIF4A2 to maintain chloroplast function in tomato）的研究论文。该研究发现富含甘氨酸的RNA结合蛋白SlRBP1通过调节与叶绿体功能相关关键转录本的翻译效率来维持叶绿体功能，为培育高产优质的番茄品种提供了有价值候选基因。
番茄是研究果实发育与成熟的经典模式植物，番茄果实发育与成熟是一个复杂的过程，涉及激素调控、转录因子调控、表观遗传调控、以及环境因子的参与，共同调控果实色泽、形状、风味、香气和质地等品质变化。与这些已有理论相比，果实发育与成熟过程中RNA结合蛋白（RBP）的表观调控机制相对较少。其中富含甘氨酸的RNA结合蛋白（GR-RBPs）超家族在多种植物中高含量表达并调节植物生长发育，其N端含有RNA识别基序（RRMs），C端包含富甘氨酸（Gly-rich）区域。由于在GR-RBP结合RNA靶标的鉴定方面存在一定困难，因此对于多数GR-RBP的调控机制尚不明确。
研究论文
研究中发现，SlRBP1编码基因在番茄不同器官和果实成熟阶段均高量表达，因此选其作为鉴定对象。SlRBP1蛋白定位于细胞核和细胞质，病毒诱导的SlRBP1基因沉默导致番茄果实着色受损。amiR-SlRBP1敲降突变植株生长迟缓，表现出矮化、黄叶表型，且花蕾脱落严重，坐果率低，果实多为黄色和橙色。经检测发现，该突变体叶片中总叶绿素的积累明显减少，叶绿体超微结构严重受损，光合作用下降，表明SlRBP1功能缺失引发叶绿体功能障碍。
SlRBP1的敲降影响番茄营养和生殖生长
与上述表型相对应的是，amiR-SlRBP1植株中多个参与光合作用以及与叶绿体功能相关的关键基因表达异常。通过天然RNA免疫共沉淀测序（nRIP-seq）分析鉴定出61个SlRBP1相关的潜在靶标RNAs，其中大部分参与光合作用。利用nRIP-qPCR和蛋白结合RNA分析进一步证实了SlRBP1与靶标RNAs的特异性结合。随后实验发现，amiR-SlRBP1植株中SlRBP1结合转录本所编码的蛋白积累水平降低，而并非影响mRNA本身。多核糖体分析结合RT-qPCR分析表明，SlRBP1下调导致靶标RNAs尤其是光合作用转录本的翻译效率降低。进一步互作蛋白筛选及机制解析显示，SlRBP1与真核翻译起始因子SleIF4A2互作。SlRBP1的沉默显著降低了SleIF4A2与SlRBP1靶向RNAs的结合。以上表明，SlRBP1通过与SleIF4A2翻译起始复合物结合促进靶标RNAs翻译以调节叶绿体功能。该发现阐明了RNA结合蛋白依托细胞器调控番茄生长发育的机制，为番茄增产、品种改良提供了潜在育种价值。
SlRBP1调控靶标RNAs翻译以维持叶绿体功能的工作模型
中国农业大学食品科学与营养工程学院朱鸿亮教授为通讯作者，博士后马力群为该论文的第一作者。中国农业大学团队负责人罗云波教授以及朱本忠教授、傅达奇教授、曲桂芹副教授等给予了指导和帮助。此外，北京大学朱丹萌/王玉秋团队以及浙江省农业科学院邓志平研究员等对本项研究提供了支持。该研究由国家自然科学基金项目和学校“2115”人才培育发展支持计划资助。