阿拉伯芥dcl4 植株中DCL2與RDR6所造成的SMXL4 與SMXL5 轉移性基因靜默導致維管束傳導缺失與醣類大量累積
Dicer-Like (DCL)酵素能將雙股核醣核酸裁切成小核醣核酸。阿拉伯芥的DCL4與DCL2對病毒與轉殖基因皆具有轉錄後基因靜默的功能,然而DCL2的活性會受DCL4遮蔽,此種階層關係似乎可避免DCL2對內生基因造成有害影響。於一般種植環境中,dcl4突變植株確實呈現葉片紫化性狀。本研究發現,dcl4葉片紫化性狀與醣類大量累積以及韌皮部傳輸缺失有關,並且需依賴DCL2以及雙股核醣核酸合成所需之酵素Suppressor of Gene Silencing 3 (SGS3)與 RNA-Dependent RNA Polymerase 6 (RDR6)。進一步分析dcl4突變植株,頂芽和韌皮部表現的SMAX1-Like 4 (SMXL4) 與SMXL5基因表現量下降,並且透過DCL2與RDR6的作用導致大量的SMXL4與SMXL5小核醣核酸累積。此外,相似於dcl4突變植株,smxl4 smxl5雙重突變植株亦呈現葉片紫化、澱粉大量累積以及韌皮部傳輸缺失等性狀。本研究揭露DCL2於DCL4缺失時所造成的有害影響,還有在正常植株中DCL4遮蔽DCL2活性,可避免DCL2與RDR6對內生基因造成轉移性基因靜默。
吳妤憶、侯博瀚、李温琪、呂欣樺、楊承瑞、Hervé Vaucheret、陳荷明 (2017) The Plant Journal, 90(6):1064-1078