植物表皮蠟質是覆蓋在陸生植物地上部分表面的一層疏水性脂類物質，由超長鏈脂肪酸及其衍生物包括烷烴、初級醇和酮類等化合物組成。蠟質在抑制植物水分非氣孔性散失、保護植物免受病蟲害入侵、紫外線輻射等方面起著重要作用。因此研究表皮蠟質的合成和調控不僅具有重要的理論意義，同時也在生產實踐中具很高的應用價值。 

中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室博士后楊賢鵬，以擬南芥蠟質相關突變體cer16為研究材料，圖位克隆了其突變基因并進行了深入功能解析。研究發現CER16編碼了一個未知蛋白AT5G44150，不含任何已知的結構域或motif，且進化分析發現該家族蛋白為陸生植物特有，以單拷貝形式存在。RNA-seq組學分析發現CER16的突變引起了蠟質合成途徑中關鍵基因 CER3 表達顯著下調，但cer16中過表達CER3卻出現了轉錄后基因沉默現象（Post-Transcriptional Gene Silencing, PTGS），不能恢復其蠟質缺失表型。進一步研究發現cer16中靶向CER3的siRNAs表達水平急劇升高，并且利用CRISPR-Cas9敲除siRNAs合成關鍵基因RDR1或RDR6都能恢復cer16中CER3的表達水平和蠟質缺失表型。這些研究結果表明 CER16的功能缺失觸發了siRNAs介導的CER3基因PTGS過程，與之前報道的cer7突變體表型非常相似，暗示CER16可能參與了CER7依賴的exosome介導RNA質量控制途徑來調控CER3的表達。 

相關成果以“CER16 Inhibits Post-Transcriptional Gene Silencing of CER3 to Regulate Alkane Biosynthesis”為題發表在國際期刊Plant Physiology上。該研究受到國家自然科學基金項目資助。

論文連接：https://doi.org/10.1104/pp.19.01002 

擬南芥蠟質相關突變體cer16的圖位克隆