高温热害是重要环境胁迫因子，严重影响植物生长发育和生殖生存，揭示热害作用机制并提高植物耐热性是植物科学研究的热点问题之一。作为固着生物，植物进化出了复杂的信号网络来感知环境温度的变化，并通过复杂多样的信号转导途径响应热胁迫，其中信使RNA可变剪接（mRNA alternative splicing, AS）能响应温度变化，产生不同的蛋白质变体，在植物抵抗热胁迫过程中发挥重要功能。研究显示蛋白质液-液相分离（Liquid-Liquid Phase Separation, LLPS）在生物体应对环境胁迫中发挥重要功能，但植物如何通过mRNA可变剪接和蛋白LLPS协同作用抵御高温鲜有报道。
近日，学院作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室李培金教授团队在国际著名期刊Nature Communications在线发表了题为“Cooperative condensation of RNA-DIRECTED DNA METHYLATION 16 splicing isoforms enhances heat tolerance in Arabidopsis”的研究论文。该研究揭示了一个pre-mRNA剪接因子RDM16（RNA-DIRECTED DNA METHYLATION 16）能响应温度变化，发生mRNA可变剪接，编码两种变体蛋白——RDL和RDS。研究发现RDL和RDS均能通过其蛋白质无序区IDR1（Intrinsically Disordered Region 1）中的精氨酸残基驱动蛋白质发生LLPS，该过程在植物体耐热过程中发挥重要功能。更为重要的是，RDS单独没有抗热胁迫功能，但能通过促进RDL的LLPS显著增强植物的耐热性。该研究为植物响应高温胁迫的蛋白相分离功能提供了独特研究视角，也为培育耐高温作物提供了重要基因资源和理论依据。
论文第一作者为安徽农业大学生命科学学院2020级博士生马晶和2024级博士生李帅，李培金教授和青年教师王传宏博士为该论文的共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划（2022YFD1201803）和安徽省科技重大专项（202203a06020005）经费的资助。