上海交大马超研究员团队解析环状RNA介导的葡萄耐热机制

发布时间：

2026-04-02

来源：

粤北芳香-篛茵篛羡

环状 RNA（circRNA）是真核生物通过外显子反向剪接形成的共价闭合 RNA 分子，虽在植物中被大量鉴定并被证实参与发育及多种非生物胁迫应答，但其具体调控机制仍知之甚少，尤其是 circRNA 与蛋白互作的研究极为有限。热胁迫严重影响葡萄光合作用与生理状态，植物热应答主要由热激因子（Hsf）和热激蛋白（HSP）协同调控，其中 HSP90 作为分子伴侣可抑制 Hsf 的转录活性，但葡萄中 HSP90 的具体作用尚不明确。尽管哺乳动物中已有非编码 RNA 可结合 HSP90 调控其功能的报道，但植物 circRNA 是否通过类似机制参与热胁迫调控仍未被揭示。

近日，上海交通大学马超研究员团队与云南农业大学研究人员在植物学顶级期刊New Phytologist 上正式发表题为：Circular RNA Vv-circCOR27 modulates thermotolerancethrough attenuating VvHSP90.2b-VvHsfA7a interactionin grapevine的研究论文。

本研究在葡萄中鉴定出环状RNA Vv‑circCOR27，证实其受热胁迫抑制表达且在耐热品种中水平更低，通过竞争性结合 VvHSP90.2b削弱其与VvHsfA7a的相互作用，下调小分子热休克蛋白 sHSPs表达，负调控葡萄耐热性；同时建立内含子保留策略高效过表达 circRNA 并排除线性 RNA 干扰，揭示植物 circRNA‑蛋白互作调控热应答的新机制。

Vv-circCOR27 and VvCOR27功能验证

3. 研究结果

3.1 Vv‑circCOR27 鉴定与表达特征

Vv‑circCOR27：长度502 nt，由 VvCOR27 基因2、3 号外显子反向剪接形成，定位于细胞质与细胞核。
表达模式：热胁迫显著下调；热敏品种表达量显著高于耐热品种。
宿主基因 VvCOR27：受热抑制、受冷诱导，与 circRNA 表达趋势不完全一致。

3.2 高效过表达策略：内含子保留

原理：在 circRNA 编码外显子中人工插入内含子，延缓线性 RNA 剪接，促进反向剪接。
效果：插入3 个内含子时，几乎所有转录本加工为成熟 circRNA，线性 RNA 被显著抑制。
通用性：在 circRNA_2407 中验证有效。

3.3 功能验证：负调控耐热性

过表达 Vv‑circCOR27：葡萄愈伤与幼苗热损伤加重、MDA 与 H₂O₂积累升高。
过表达 VvCOR27：对葡萄耐热性无显著影响。
过表达同源线性 RNA：增强葡萄与拟南芥耐热性（可能编码短肽）。

3.4 分子机制：circRNA‑蛋白互作通路

直接结合
Vv‑circCOR27 特异性结合VvHSP90.2b 的 C 端结构域。
干扰互作
竞争性结合 VvHSP90.2b，削弱其与VvHsfA7a的相互作用（不影响 VvHsfA1a）。
下游调控
VvHsfA7a 无法激活sHSPs转录，热保护效应下降。
调控模型：常温下 Vv‑circCOR27 高表达，隔离 VvHSP90.2b；热胁迫下 circRNA 下调，释放 VvHSP90.2b 稳定 VvHsfA7a，激活 sHSPs 增强耐热。

4. 研究创新与意义

首次揭示Vv‑circCOR27‑VvHSP90.2b‑VvHsfA7a模块调控葡萄耐热性。
建立内含子保留的 circRNA 高效过表达方法，解决线性 RNA 干扰难题。
拓展植物 circRNA 通过蛋白海绵作用调控非生物胁迫的机制。

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