植物表皮蜡质是覆盖在陆生植物地上部分表面的一层疏水性脂类物质，由超长链脂肪酸及其衍生物包括烷烃、初级醇和酮类等化合物组成。蜡质在抑制植物水分非气孔性散失、保护植物免受病虫害入侵、紫外线辐射等方面起着重要作用。因此研究表皮蜡质的合成和调控不仅具有重要的理论意义，同时也在生产实践中具很高的应用价值。
武汉植物园博士后杨贤鹏，以拟南芥蜡质相关突变体cer16为研究材料，图位克隆了其突变基因并进行了深入功能解析。研究发现CER16编码了一个未知蛋白AT5G44150，不含任何已知的结构域或motif，且进化分析发现该家族蛋白为陆生植物特有，以单拷贝形式存在。RNA-seq组学分析发现CER16的突变引起了蜡质合成途径中关键基因 CER3 表达显著下调，但cer16中过表达CER3却出现了转录后基因沉默现象（Post-Transcriptional Gene Silencing, PTGS），不能恢复其蜡质缺失表型。进一步研究发现cer16中靶向CER3的siRNAs表达水平急剧升高，并且利用CRISPR-Cas9敲除siRNAs合成关键基因RDR1或RDR6都能恢复cer16中CER3的表达水平和蜡质缺失表型。这些研究结果表明 CER16的功能缺失触发了siRNAs介导的CER3基因PTGS过程，与之前报道的cer7突变体表型非常相似，暗示CER16可能参与了CER7依赖的exosome介导RNA质量控制途径来调控CER3的表达。
相关成果以“CER16 Inhibits Post-Transcriptional Gene Silencing of CER3 to Regulate Alkane Biosynthesis”为题发表在国际期刊Plant Physiology上。该研究受到国家自然科学基金项目资助。
论文连接：https://doi.org/10.1104/pp.19.01002
拟南芥蜡质相关突变体cer16的图位克隆
