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生物所陶增研究员Nature Plants发文揭示植物“春化记忆”重置的分子路径

编辑:傅炜琳 来源:农业与生物?#38469;?#23398;院办公网 时间:2019年04月10日 访问次数:413  源地址

201948日,国际著名期刊Nature Plants在线发表题为“Embryonic resetting of the parental vernalized state by two B3 domain transcription factors in Arabidopsis”的研究长文 (article),报道了植物特有B3转录因子在胚胎发育早期重置(擦除)“春化记忆”的分子机制,农学院生物?#38469;?#25152;“百人计划”陶增研究员为该论文的第一作者。

一些越冬植物必须经历一段时间的持续低温(寒冬)才能在春季时开花,这种现象即为春化作用。春化作用受表观遗传调控,在模式植物拟南芥中,长期低温通过染色质修饰(组蛋白H3 27位?#34507;?#37240;三甲基化,H3K27me3)关闭抑制开花的关键基因FLC201711月陶增博士以第一作者发表在Nature的研究成果表明“春化记忆”重置发生在胚胎发育早期,种子特异的“先驱”转录因子 LEC1在受精后启动了这一重置过程,以重?#24405;?#27963;FLC表达。 

此项研究发现LEC1可?#36234;?#21512;FLC基因的启动子区域,而胚胎B3转录因子LEC2FUS3识别FLC位点的“冷记忆”顺式元件CME,并与抑制FLC表达的B3蛋白VAL1VAL2竞争,将其从FLC位点剔除,从而LEC1LEC2FUS3协同作用形成胚胎“春化记忆”重置路径。研究首次表明越冬植物可以利用B3结构域蛋白的一个亚家族,在胚胎—植物—胚胎生长发育循环过程中,实现开启—关闭—再次开启开花调控基因的表达,使植物的生长发育与季节性温度变化同步,揭示了植物?#35270;?#20174;冬到春、春又到冬的季节循环而适时开花的分子与表观遗传机理,为作物利用春化作用提供理论依据。

该研究由陶增与中科院逆?#25345;行?#20309;跃辉课题组与杜?#25991;荊?#29616;为南方科技大学生物系教授)课题组合作完成,得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委和中国科学院相关经费的资助。



  原文链接:https://www.nature.com/articles/s41477-019-0402-3

                                                                                                          


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