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Nat Commun:中科院植物所刘永秀研究组揭示种子休眠与萌发的表观遗传调控机制

摘要 : 2016年11月29日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature communications》杂志在线发表了中国科学院植物研究所刘永秀研究组的一篇研究论文,研究揭示种子休眠与萌发的表观遗传调控机制。

 2016年11月29日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature communications》杂志在线发表了中国科学院植物研究所刘永秀研究组的一篇研究论文,研究揭示种子休眠与萌发的表观遗传调控机制。刘永秀研究组助理研究员王智为文章的第一作者,刘永秀研究员为论文通讯作者。

种子休眠与萌发是植物由生殖生长过渡到营养生长的重要发育转变进程,涉及大量基因的激活或者沉默。组蛋白修饰介导的表观遗传基因转录调控可能在其中发挥关键作用,但其分子机制尚不完全清楚。研究人员利用遗传和生理生化等手段,揭示了拟南芥SNL1和SNL2调控种子休眠和萌发的分子机制。2013年,研究人员发现SNL1能够结合组蛋白去乙酰化酶HDA19,调控组蛋白H3K9K18的乙酰化水平,影响基因转录。SNL1/SNL2功能缺失影响脱落酸和乙烯相关基因的表达,增强了乙烯对脱落酸的拮抗作用,降低了种子休眠。研究组近期研究工作表明,SNL1/SNL2功能缺失导致生长素相关基因特别是AUX1的表达升高,增强了生长素在胚根的水平和分布,进而激活下游CYCDs介导的细胞分裂,提高了突变体种子萌发速率。

研究为利用分子辅助育种解决农业生产中存在的种子萌发不齐和穗萌发现象提供了理论基础。

SNL1和SNL2参与调控种子休眠和萌发的分子机制 

原文链接:

Arabidopsis seed germination speed is controlled by SNL histone deacetylase-binding factor-mediated regulation ofAUX1

原文摘要:

Histone acetylation is known to affect the speed of seed germination, but the molecular regulatory basis of this remains ambiguous. Here we report that loss of function of two histone deacetylase-binding factors, SWI-INDEPENDENT3 (SIN3)-LIKE1 (SNL1) and SNL2, results in accelerated radicle protrusion and growth during seed germination. AUXIN RESISTANT 1 (AUX1) is identified as a key factor in this process, enhancing germination speed downstream of SNL1 and SNL2. AUX1expression and histone H3 acetylation at lysines 9 and 18 is regulated by SNL1 and SNL2. The D-type cyclins encoding genes CYCD1;1 andCYCD4;1 display increased expression in AUX1 over-expression lines and the snl1snl2 double mutant. Accordingly, knockout of CYCD4;1 reduces seed germination speed of AUX1 over-expression lines and snl1snl2suggesting the importance of cell cycling for radicle protrusion during seed germination. Together, our work identifies AUX1 as a link between histone acetylation mediated by SNL1 and SNL2, and radicle growth promoted by CYCD1;1 and CYCD4;1 during seed germination.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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