rna修饰是转录后调控中一种重要的表观遗传修饰方式，广泛存在于动物、植物和微生物等物种中。研究表明，rna修饰可以通过调控细胞内rna的剪切、稳定性和翻译效率等，影响rna功能、蛋白丰度，进而影响细胞分化、发育、胁迫响应等各种生物学过程。但是，在植物中关于rna修饰仍存在大量未知，比如病原菌侵染植物时rna修饰动态调控转录后重编程的分子机制仍不清楚。2024年9月24日，nature plants期刊上发表了农学院教师题为“dynamics of epitranscriptomes uncover translational reprogramming directed by ac4c in rice during pathogen infection”的研究论文，系统的分析了稻瘟菌侵染前后宿主细胞的mrna翻译重编程，发现了rna乙酰化修饰作为调控mrna翻译效率的重要转录后修饰，在水稻抵御稻瘟菌过程中发挥了重要作用。
为揭示rna修饰在转录后重编程中的关键作用，本研究系统性的鉴定了稻瘟菌侵染前后翻译重编程mrna和6种主要rna修饰（m1a、2’o-nm、ac4c、m5c、m6a、m7g）的差异修饰位点。相关性分析表明，具有rna修饰的mrna比不具有rna修饰的mrna展现更高的丰度和翻译效率。生物学过程富集分析表明，在稻瘟病侵染后，生长发育进程相关基因的mrna翻译效率显著降低，免疫信号通路相关基因的mrna翻译效率显著增强。更为重要的是，该团队发现稻瘟病侵染时，rna乙酰化修饰动态和mrna翻译重编程显著正相关。深入分析表明，富集于密码子第三位的rna乙酰化修饰（ac4c）增强了脂质代谢和茉莉酸合成相关mrna的翻译效率。rna乙酰基转移酶osnat10作为调控rna乙酰化修饰的关键因子，参与调控水稻抗病性。在osnat10敲除突变体中，水稻体内mrna乙酰化水平显著降低，茉莉酸合成受阻，植株对稻瘟病的抗性降低。该研究为通过表观重编程提高作物抗病性提供了新的基因资源，并为阐明rna修饰平衡水稻产量和抗性的分子机理奠定了坚实基础。
国家重点实验室副教授陆翔、博士研究生何曜、已毕业硕士郭瑾俏、硕士研究生王岳和言茜为论文的共同第一作者，农学院王静教授、国家重点实验室陈学伟教授、陆翔副教授为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家科技重大专项-生物育种，国家自然科学基金，以及四川省自然科学基金的资助。
图1.水稻rna修饰对翻译效率和稻瘟病抗性调控作用模式图
值得一提的是，本研究是农学院近期在developmental cell（2024年7月17日）、nature communications(2024年9月11日）发表的关于水稻抗病与生长平衡机制的第三篇cns子刊。
