2026年2月，法國斯特拉斯堡大學(xué)Jackson Peter等人在The Plant Cell發(fā)表了題為The terminal uridylyltransferase URT1 regulates the transcriptome and primary dormancy of seeds的論文，揭示了URT1酶通過mRNA尿苷化調(diào)控種子轉(zhuǎn)錄組和初級休眠的分子機(jī)制，為作物種子休眠與萌發(fā)的分子育種提供了新靶點。

研究利用FLEP-seq2技術(shù)系統(tǒng)分析了擬南芥不同組織(花、發(fā)育種子、干燥種子、萌發(fā)種子)中mRNA的尿嘧啶化模式。結(jié)果顯示，種子(尤其是干燥種子）的mRNA尿嘧啶化水平顯著高于其它組織(其它組織約為5-6%)，且U尾長度更長，表明種子成熟期具有獨(dú)特的尿嘧啶化調(diào)控模式。

圖1.URT1與HESO1對mRNA尿苷酸化的貢獻(xiàn)比較

研究揭示了URT1介導(dǎo)的尿嘧啶化在種子成熟中的雙重功能：一方面促進(jìn)翻譯相關(guān)mRNA(如核糖體蛋白基因)降解；另一方面抑制脫腺苷化，促進(jìn)成熟相關(guān)mRNA積累，從而成為種子成熟過程中轉(zhuǎn)錄組調(diào)控的關(guān)鍵因子。

圖2.URT1缺失對種子成熟期轉(zhuǎn)錄組的重塑作用

此外，研究發(fā)現(xiàn)URT1是種子初級休眠的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。種子萌發(fā)實驗顯示，URT1突變體初級休眠顯著降低，這與mRNA的過度脫腺苷化和降解直接相關(guān)，表明URT1通過調(diào)控DOG1穩(wěn)定性參與休眠調(diào)控。

圖3.URT1調(diào)控mRNA穩(wěn)定性及種子休眠表型

研究揭示了不同mRNA群體經(jīng)歷差異化的降解途徑：翻譯相關(guān)mRNA主要經(jīng)由5’→3’途徑降解，而成熟相關(guān)mRNA可能被儲存于生物分子凝聚體中。這種選擇性調(diào)控機(jī)制協(xié)調(diào)了種子成熟與休眠進(jìn)程，為理解種子中mRNA的存儲與命運(yùn)提供了新視角。

圖4.URT1介導(dǎo)的種子成熟與休眠雙重調(diào)控機(jī)制模型

這項研究闡明了mRNA尿嘧啶化在植物發(fā)育(特別是種子成熟)過程中的重要生物學(xué)功能，深化了對RNA代謝調(diào)控植物發(fā)育機(jī)制的理解，進(jìn)而為農(nóng)業(yè)育種和種子休眠調(diào)控提供了潛在應(yīng)用價值。