近日，浙江大学生命科学学院王智烨课题组在Plant Communications发表题为“Unfolding of RNA secondary structure impairs RNA stability to fine-tune phosphate starvation responses in rice roots”的研究成果，揭开了RNA二级结构（RSS）这一“隐藏密码”在水稻缺磷胁迫响应中的调控作用。浙江大学生命科学学院王智烨研究员为该论文通讯作者，博士后金琼莉为文章第一作者。

课题组首先采用优化的水稻体内RNA二级结构检测技术（DMS-MaPseq），成功绘制出正常培养、缺磷和缺氮胁迫条件下水稻根组织的高质量、高覆盖度体内RSS图谱，系统解析了不同养分逆境胁迫下RSS的动态变化特征。分析结果表明，缺磷胁迫可诱导水稻全转录组范围内的RSS解折叠，并伴随RNA结构多样性的显著增加。课题组鉴定出几千个缺磷特异响应的RSS解折叠区域。这类RSS变化区域整体呈现低GC含量和高自由能水平的特征，且大量富集于磷饥饿响应基因转录本的编码区（CDS区）。这些结果让科研团队猜测，RNA二级结构的动态变化很可能在水稻缺磷胁迫响应中发挥广泛调控功能。

为验证这一猜测，课题组开展了多维度的组学及功能验证实验。研究首先结合翻译组数据分析，证实缺磷特异响应的RSS解折叠与基因翻译效率之间总体并无显著相关性，排除了其翻译调控这一潜在途径。随后，课题组通过全转录组RNA降解实验发现，缺磷胁迫可显著缩短水稻根组织中全转录组RNA的半衰期。在此基础上的组学比较分析表明，缺磷特异响应的RSS解折叠与RNA稳定性下降存在显著相关性。为验证这一关联的因果关系，课题组利用RSS突变体转基因水稻开展功能验证，证实缺磷特异响应的RSS解折叠可直接降低磷饥饿响应转录本的RNA稳定性，进而参与水稻缺磷胁迫响应和磷稳态的精细调控。

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水稻体内RNA二级结构动态变化介导缺磷胁迫响应的功能解析