近日,中国农业科学院生物技术研究所玉米功能基因组创新团队系统总结植物整个生命过程中的表观遗传动态调控及其在环境响应中的作用,综述不同修饰间的“阴阳”互作,能够精准调控植物生命周期的观点。相关研究发表在《分子植物(MolecularPlant)》上。
中国传统文化《易经》认为,世间万物皆有阴阳八卦,既对立又统一,互根互用,共同调控纷繁复杂的生命周期。这也是植物世界的真实写照,表观遗传因子运用或激发或抑制的“阴阳”力量,在植物整个生命周期的不同阶段,通过不同的表观修饰,以协同或拮抗的关系精准调控下游靶基因,对基因表达实现快速而精确的调控,以应对复杂多变的发育和环境信号。在植物的萌发阶段,表观遗传因子trxG可以通过H3K27me修饰转变功能,从激活子变为抑制子,协同PcG调控种子发育。在植物开花阶段,表观遗传因子PcG和trxG通过功能转变,抑制或者激活靶基因的表达,从而调控花器官发育和开花时间。在植物生长阶段,trxG又可以通过H3K4me3决定植物器官大小。PcG也可以通过RNA甲基化修饰,从抑制子变为激活子,调控光合作用和叶绿体发育,维持植物正常的生长阶段。
该研究得到科技创新2030重大项目的资助。(通讯员:崔艳)
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.05.005
图示:不同表观修饰间的互作与平衡精准调控植物生命周期