植物虽不能移动，却能在体内系统性传递信息。无论是叶片感知低温、根系吸收养分，还是调控开花时间、抵御病原入侵等，植物依赖一套复杂而精密的信号网络来协调全身的生长发育。过去，人们普遍认为激素、蛋白质和代谢物是这些信号的主要载体，越来越多的证据表明，RNA正成为植物远距离通信的重要“语言”。
近日，应 Trends in Plant Science 主编特约邀请， 河北农业大学大白菜遗传育种团队联合马克斯普朗克分子植物生理学研究所 在该期刊 发表题为 Systemic mobile RNAs: From molecular mechanisms to agricultural applications 的综述文章 。 该文系统梳理了植物移动RNA的运输路径、调控机制、生物学功能及农业应用进展，揭示了移动RNA作为植物系统性信号分子的核心作用，并展望了其在精准育种与绿色农业中的广阔应用前景。
RNA：植物体内的信息“快递员”
长期以来，RNA被视为遗传信息从DNA向蛋白质传递的“中间人”。但近年研究发现，部分RNA能够突破细胞边界，在植物体内进行长距离运输，成为协调不同器官生长发育与环境响应的信号分子。目前已发现具有移动能力的RNA包括mRNA、miRNA、siRNA、lncRNA及phasiRNA等。它们可能通过胞间连丝、细胞外囊泡和韧皮部等路径，实现叶片、茎、根及生殖器官之间的信息交流。
图1 植物体内RNA移动潜在途径示意图
解码RNA移动的“分子密码”
RNA的运输并非随机，而是受到精确调控。研究表明，RNA分子中存在特定的移动元件（mobility motifs），如tRNA-like sequence（TLS）等特殊序列结构，可作为RNA运输的“通行证”。与此同时，RNA结合蛋白（RNA-binding proteins，RBPs）能够识别这些元件，引导RNA定向运输。此外，m⁵C和m⁶A等RNA二级修饰可能通过参与调控RNA的稳定性与运输复合体识别，从而决定其是否具备远程运输的能力。
调控植物生长发育和逆境适应
移动RNA广泛参与植物 关键 生命活动。研究发现，它们能够调控茎尖分生组织干细胞稳态、叶片发育、块茎形成、根系构型及开花时间等重要过程。 此外 ，在低温、干旱、盐胁迫或养分缺乏等逆境 胁迫 下，移动RNA作为系统性信号，帮助植物快速建立全身性响应机制。
图2 植物中短距离和长距离移动RNA的生物学功能
推动未来农业技术创新
当前， 移动RNA不仅是基础研究的热点， 也 正在成为农业生物技术创新的突破口。近年来，研究人员利用RNA移动元件开发出“移动CRISPR/Cas9”基因编辑技术。通过将TLS等移动元件与CRISPR/Cas9系统融合，可实现基因编辑信号在植物体内远距离运输，从而获得不含外源DNA的编辑后代，为无转基因精准育种提供了全新策略。与此同时，基于RNA干扰（RNAi）的绿色植保技术也快速发展。研究人员利用植物细胞外囊泡和工程化纳米载体递送RNA分子，精准沉默病原菌和害虫关键基因，实现高效、环保的病虫害防控，有望减少传统化学农药使用。
图3 移动RNA在作物育种与植物保护中的应用
展望未来
移动RNA的研究正在重塑我们对植物信息传递机制的理解。从基础生物学到农业应用，这一领域展现出巨大的潜力。未来，随着单分子RNA成像、空间转录组学、合成生物学与纳米技术的不断发展，移动RNA有望成为未来作物精准改良、绿色植保和可持续农业的重要技术平台，为全球粮食安全提供创新解决方案。
河北农业大学园艺学院赵建军教授、杨磊教授和德国马克斯·普朗克分子植物生理学研究所（MPIMP）Friedrich Kragler教授为论文通讯作者，河北农业大学在读博士生吴玉琴与河北农业大学生命学院王双凤讲师为论文的共同第一作者。本研究得到国家自然科学基金海外高层次人才项目和河北省自然科学基金燕赵青年科学家的资助。
文章链接：
https://authors.elsevier.com/c/1nFPt4rGdji0f3
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