近日，园艺学院李天忠教授课题组在New Phytologist杂志上在线发表了题为“A chaperonin containing T-complex polypeptide-1 facilitates the formation of the PbWoxT1-PbPTB3 ribonucleoprotein complex for long-distance RNA trafficking in Pyrus betulaefolia”的研究论文，阐明了植物内源mRNA分子砧穗间韧皮部长距离运输的分子机制。

植物内源mRNA分子在韧皮部中长距离运输进而影响植物生长发育。嫁接植物mRNA分子在砧木与接穗间运输需要与RNA结合蛋白结合形成核糖核蛋白(RNP)复合体，保护mRNA分子在韧皮部中长距离运输，然而该RNP复合体如何组装并促进mRNA转运的机制尚不清楚。

PbWoxT1 (WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX transport 1)是本课题组前期发现的梨中砧穗间运输性mRNA分子，能够与PbPTB3蛋白结合形成RNP复合体在韧皮部中长距离运输。本研究延续前期内容，以PbPTB3为诱饵筛选RNP复合体长距离运输的辅助因子。通过酵母双杂交筛库分析发现了一个梨中新的蛋白质PbCCT5，它是真核生物中伴侣蛋白CCT (Chaperonin Containing T-complex Polypeptide-1)复合体的一个亚基，通过原位杂交与免疫胶体金分析证实其能够定位于梨韧皮部，并且在各个组织中普遍存在。

为了明确PbCCT5在杜梨中辅助PbWoxT1-PbPTB3复合体长距离运输的功能，本研究首次在杜梨中使用毛状根遗传转化体系（图1），过表达PbWoxT1或PbPTB3同时沉默PbCCT5，发现沉默PbCCT5能够抑制PbWoxT1和PbPTB3的韧皮部长距离运输，实现了在遗传转化困难的木本果树梨中鉴定长距离运输信号分子的目的。

图1 杜梨毛状根遗传转化体系

同时通过结构域分析、同源序列比对发现PbCCT5为伴侣蛋白复合体的8个亚基之一，酵母双杂交和双分子荧光互补试验明确伴侣蛋白PbCCT5、PbCCT6、PbCCT8三个亚基能够与PbPTB3结合，同时PbCCT的8个亚基通过1，4，2，5，7，8，6，3的顺时针排列方式形成一个八聚圆环。蛋白酶K消化和RNA免疫共沉淀试验证实了PbCCT复合体是通过增强PbPTB3的稳定性，进而辅助其与PbWoxT1结合，组装形成PbWoxT1-PbPTB3的 RNP复合体。

进一步的基因枪轰击试验表明转基因植株中NbCCTs的沉默抑制了PbPTB3的胞间运输；转基因嫁接试验表明，转基因砧木中NtCCTs的沉默抑制了PbPTB3和PbWoxT1 mRNA向野生型接穗的长距离运输（图2）。

图2 CCT复合体辅助RNP复合体运输性功能分析

综上，植物体内mRNA分子不是单独移动，而是由一系列特异蛋白结合辅助运输，同时防止RNA在运输过程中被降解。本研究阐明了PbCCT复合体在韧皮部中将PbPTB3和PbWoxT1组装形成RNP复合体，进而促进PbWoxT1- PbPTB3复合体的胞间运输及韧皮部长距离运输。通过本研究明确了mRNA分子砧穗间韧皮部运输的机理，为进一步砧穗间分子辅助育种提供基础。

园艺学院讲师王胜男为论文第一作者，李天忠教授和张文娜副教授为论文通讯作者。法国科学院植物分子生物学研究所（CNRS-IBMP）Manfred Heinlein课题组长也参与了本项目。该研究得到国家重点研发计划、梨产业技术体系、国家自然科学基金和中国农业大学2115人才计划的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1111/nph.18789