植物所2017年度十大科研进展——揭示染色质重塑因子在幼苗响应环境信号中的新机理
2018/2/13 11:00:00 中国科学院植物研究所

     叶绿素的生物合成对叶绿体发育和光合作用至关重要，但是外界环境信号如何通过表观遗传机制影响这一过程尚有待进一步研究。同时，植物幼苗生长对温度信号响应机制有待进一步研究。

     林荣呈研究组发现，染色质重塑因子BRM能够负向调控叶绿素合成，其功能缺失或降低导致拟南芥幼苗向自养生长转变时子叶转绿加快、活性氧积累减少。研究显示，BRM通过与PIF1互作，特异结合到PORC基因的启动子，改变H3K4me3的组蛋白修饰水平并抑制其表达，实现对关键基因的精细调控，保证幼苗由异养生长向自养生长转变。

     研究还发现，染色质重塑因子PKL突变导致幼苗对高温的敏感性显著降低，表现为下胚轴生长速度慢于野生型；生物钟中心振荡器成员CCA1可直接结合PKL基因启动子并促进基因表达，故cca1突变体对高温的敏感性也会降低。研究显示，PKL调控了2个细胞伸长相关因子IAA19和IAA29的H3K27me3水平，改变二者基因表达，进而影响对高温的响应。

    

     左图 野生型与brm突变体中ROS积累和叶绿素的荧光显微成像。

     右图 CCA1直接结合PKL启动子并调控PKL的表达。(A-B) 凝胶阻滞分析；(C-D) PKL的相对表达分析。

     这些结果揭示了染色质重塑在幼苗响应光信号与温度信号的表观遗传整合机制。

     相关成果见于：Mol. Plant, 2017, 10:155-167; Plant Cell & Environ., 40: 2426-2436; Plant Physiol., 2017, 174: 2487-2500

    

    

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