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我所普莉课题组发现调控植物发育的协同作用新机制
【发布时间:2018-02-13】【关注度:

    近日,生物所普莉课题组与美国加州大学伯克利分校合作者在PcG复合体与trxG复合体调控植物发育的协同作用机制方面取得重要进展,相关文章“Trithorax group proteins act together with a Polycomb group protein to maintain chromatin integrity for epigenetic silencing during seed germination in Arabidopsis”于2月9日在线发表在植物科学顶级期刊《Molecular Plant》(DOI: https://doi.org/10.1016/j.molp.2018.01.010)上。
    植物生长过程中各个发育阶段的转换和基因表达对于植物生长非常重要,其正常发育不仅是植物繁育后代的基础,还直接影响到植物尤其是农作物的产量。因此阐明植物发育时期的分子调控机理对于生物学基础理论和农业生产都具有重要的意义。拟南芥两个表观遗传调控复合体Polycomb Group (PcG)和trithorax Group (trxG)通过拮抗作用,抑制或激活开花基因控制营养生长到生殖生长期的转换,但是在其他发育过程中的功能仍知之甚少。本研究中首次发现,trxG和PcG复合体的功能在种子中存在相互的协同作用。PcG和trxG基因同时突变导致种子基因在幼苗中大量高表达,脂类、淀粉等种子贮存物在幼苗中大量积累,说明PcG和trxG 在苗期共同抑制了这些基因的表达。进一步的研究发现发现PcG和trxG蛋白可以结合到种子中多个关键基因的染色质区域并通过H3的三甲基化(H3K27me3)影响染色体的动态结构,从而维持下游靶基因转录抑制状态。因此,该研究认为,虽然在植物开花过程中,trxG和PcG相互拮抗,但是在种子中他们存在相互协同作用,共同抑制种子中的相关基因表达,防止这些基因在种子萌发之后的表达,从而维持正常的营养生长。该研究结果对于我们揭示PcG和trxG介导的基因表达和沉默途径之间的相互作用机制以及植物发育时空表达调控的表观遗传调控新机理提供了重要依据。

    该论文以中国农业科学院生物技术研究所为第一完成单位,普莉课题组的徐帆硕士研究生和台湾中研院的Tony Kuo博士为共同第一作者,生物所普莉研究员和加州大学伯克利分校Renee Sung教授为共同通讯作者。该研究得到北京市自然科学基金委和农科院青年英才项目的资助。

 

 

 

 
   
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