植物所揭示種子休眠與萌發的表觀遺傳調控機制

種子休眠與萌發是植物由生殖生長過渡到營養生長的重要發育轉變進程,涉及大量基因的激活或者沉默。組蛋白修飾介導的表觀遺傳基因轉錄調控可能在其中發揮關鍵作用,但其分子機制尚不完全清楚。

中國科學院植物研究所劉永秀研究組利用遺傳和生理生化等手段,揭示了擬南芥SNL1和SNL2調控種子休眠和萌發的分子機制。2013年,研究人員發現SNL1能夠結合組蛋白去乙醯化酶HDA19,調控組蛋白H3K9K18的乙醯化水平,影響基因轉錄。SNL1/SNL2功能缺失影響脫落酸和乙烯相關基因的表達,增強了乙烯對脫落酸的拮抗作用,降低了種子休眠。研究組近期研究工作表明,SNL1/SNL2功能缺失導致生長素相關基因特別是AUX1的表達升高,增強了生長素在胚根的水平和分佈,進而激活下游CYCDs介導的細胞分裂,提高了突變體種子萌發速率。

該研究為利用分子輔助育種解決農業生產中存在的種子萌發不齊和穗萌發現象提供了理論基礎。相關研究成果於2013年和近日先後發表於國際學術期刊《植物細胞》(Plant Cell)和《自然-通訊》(Nature Communications)。劉永秀研究組助理研究員王智為這2篇文章的第一作者。該研究得到了科技部「973」項目和國家自然科學基金的資助。

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