据做出这一发现的研究小组称，花朵依靠一种新发现的蛋白质来使其所有器官正常发育。由宾夕法尼亚州立大学生物学家领导的研究小组在模式植物拟南芥中发现了这种蛋白质，并表示其机制可能在不同植物物种中是相同的。

他们发现，这种蛋白质有助于确保花朵中的RNA(传递DNA中存储的信息以产生蛋白质的分子)得到正确处理。它通过防止RNA代码的最小组成部分在用于制造相应蛋白质之前意外丢失来实现这一点。反过来，其中一些蛋白质是所有花器官(包括花瓣和雄蕊)正常形成所必需的。

研究人员证明，花朵正常发育所需的蛋白质参与数千个基因RNA的加工，可能有助于植物对环境做出反应。

一篇描述这项研究的论文发表在《自然植物》杂志上。

“我们在拟南芥中发现的蛋白质，称为GRP20，有助于确保数千个基因正确剪接，在关键的花调节RNA的剪接过程中，即使是最小的外显子也不会被遗漏，”植物哈克主席持有人HongMa说宾夕法尼亚州立大学埃伯利科学学院生殖发育与进化生物学教授，领导了该研究小组。

RNA可以有自己的功能或携带用于生成蛋白质的遗传密码。然而，对于大多数基因来说，并非RNA中包含的所有序列都用于编码蛋白质。这些RNA分子必须首先被加工，这一步骤称为剪接，剪掉非编码位并将编码部分(称为外显子)重新连接在一起。

剪接由剪接体(包含多种蛋白质和RNA分子的分子机器)进行，并进一步受到其他剪接因子蛋白质的调节。植物中外显子的平均长度为180个核苷酸，即组成DNA的A、T、C、G单位。

这些外显子通常含有被剪接机器识别的特定核苷酸序列，但包含50个或更少核苷酸的微外显子通常缺乏这些序列。

Ma说：“除了剪接体的一般过程之外，人们对控制特定RNA组剪接过程的机制知之甚少，特别是对于那些具有微外显子的RNA。”“短外显子，由于其长度，可能会丢失指导剪接机器正确识别外显子的特定序列。”

除了剪接体和已知的剪接因子之外，研究人员预测还存在其他专门的蛋白质，以确保剪接过程中不会遗漏短外显子。

“GRP20既能与RNA结合，又能与剪接体相互作用，”Ma说。“我们通过实验破坏了植物中编码这种蛋白质的基因，发现超过2000个基因在植物发育过程中剪接不当。我们特别发现，已知对花器官形成和对环境变化的反应至关重要的基因中缺少微外显子。”

研究人员确定了GRP20蛋白的哪一部分与RNA分子结合以及哪一部分与剪接体相互作用。然后，他们创建了缺乏RNA结合能力或与剪接体相互作用的能力的GRP20蛋白版本。

Ma说：“在这两种情况下，由于编码对花朵发育重要的蛋白质的RNA中缺少微外显子，植物都未能正常发育。”“这表明RNA结合以及与剪接体的相互作用对于蛋白质的正常功能是必需的，以确保微外显子正确包含在RNA中以实现正常的花形成。”

研究人员进一步表明，他们可以通过引入包含微外显子编码的所有部分的蛋白质，或者引入来自另一种植物物种(卷心菜和油菜的近亲)的GRP20基因版本来挽救花朵的发育。

Ma说：“GRP20是RNA剪接的关键调节因子的发现将使我们能够进一步探索其在调节其他分子、发育和生理植物过程中的功能。”“此外，由于GRP20蛋白和许多有助于正确剪接的基因在植物物种中是保守的，我们怀疑它的作用也是保守的，并计划探索它的功能，以及可能的其他类似蛋白质在其他物种中的功能。”。

除马云外，该研究团队还包括宾夕法尼亚州立大学的JunWang、XinweiMa、YiHu、GuanhuaFeng和XinZhang;和中国江西农业大学的ChunceGuo。宾夕法尼亚州立大学埃伯利科学学院和宾夕法尼亚州立大学哈克生命科学研究所支持了这项研究。

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