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中国科学院遗传发育所发现组蛋白阅读者调控植物耐逆分子机制
中国科学院遗传发育所发现组蛋白“阅读者”调控植物耐逆分子机制
中国科学院遗传与发育生物学研究所陈受宜和张劲松研究组从大豆中鉴定出一个特殊的PHD锌指蛋白——GmPHD6.它属于PHD中的Alfin亚类,Alfin亚类普遍具有转录抑制能力,而GmPHD6例外.该研究发现Gm-PHD6必须与LHP1（类异染色质蛋白）相互作用,并依赖LHP1的转录激活能力,调控下游耐盐基因的表达.
PHD锌指蛋白又被称为组蛋白的“阅读者”,因为PHD结构域识别不同修饰的组蛋白H3.GmPHD6识别H3K4me0/1/2,但并不通过PHD结构域,而是通过其N端,这又是其与众不同之处.此外,GmPHD6的N端还能识别下游基因的启动子.而PHD结构域负责与LHP1的相互作用.
基于以上发现,研究人员总结出GmPHD6的分子调控模型：H3K4me0/1/2可能与植物逆境调控关联,它们招募GmPHD6,而GmPHD6招募LHP1形成转录调控复合体.复合体通过GmPHD6靶定下游基因,通过LHP1激活下游基因表达,从而提高植物的耐逆能力.
该研究是PHD锌指蛋白调控机制的重要补充,为改善作物耐逆性提供了重要的理论依据.该研究于近日在线发表于《Plant Physiology》 (DOI:10.1104/pp．16.01764．).研究组工作人员韦伟为该论文第一作者.该项研究受到了科技部、农业部、国家自然科学基金委和植物基因组学国家重点实验室等的资助.
（郑庆伟）
上海生科院发现植物新转录因子家族PLATZ参与玉米胚乳发育与灌浆
近日,中国科学院上海生命科学研究院上海植物生理生态研究所巫永睿研究组的研究成果,以“The maizeimprinted gene Floury3 encodes a PLATZ protein required for tRNAand 5S rRNA transcription throughinteraction with RNA polymeraseⅢ”为题发表在《The Plant Cell》上.该研究克隆和功能解析了经典玉米胚乳粉质突变体floury3,发现该基因编码一个PLATZ (plant AT-rich sequence-and zinc-binding)蛋白.Floury3特异在胚乳淀粉细胞中表达,与RNA聚合酶川复合体关键成员RPC53和TFC1互作,参与tRNA和5S rRNA转录调控,调控胚乳发育和储存物质合成.该研究是首次关于植物特有PLATZ转录因子家族遗传和功能的报道.
巫永睿研究组长期从事玉米胚乳发育与产量品质的研究工作.研究组通过开展影响玉米胚乳发育与产量、品质形成的关键基因克隆与功能解析,揭示调控胚乳发育的新机制,拓展优质蛋白玉米育种的分子路径.floury3是一个经典玉米胚乳半显性突变体,千粒重比野生型下降近60%,但营养和生殖生长没有明显影响.巫永睿研究团队克隆Floury3基因,发现该基因编码一个PLATZ家族蛋白.FL3蛋白的PLATZ结构域的Asn/His氨基酸替换导致显性突变.F13特异在胚乳组织中表达,约90%以上的转录本来自于母本,偏离在胚乳中正常的母本父本之比2:1.同时,父本基因组中的F13基因启动子也被发现具有更高的化水平.这证明,F13是一个新发现的玉米印迹基因,主要由母本表达,导致FL3的显性突变表现为半显性遗传效应.研究人员发现,利用酵母双杂交筛选,FL3可以与RNA聚合酶…转录复合体中的RPC53和TFC1互作.RNA聚合酶…下游的5S rRNA和tRNA的转录本在突变体中显著降低,这说明突变FL3蛋白直接参与,并负面影响了RNA聚合酶…的转录.对FL3胚乳进行转录组分析发现,营养物质储藏相关基因的表达在突变体受到影响.PLATZ是植物特有转录因子家族,自2001年豌豆中该家族第一个基因序列被克隆以来,这个转录因子家族的遗传突变体和功能始终未见报道.科研人员发现,FL3和其他PLATZ成员可能存在功能冗余,FL3突变体能被克隆和进行功能研究得益于该基因的显性突变,这是遗传上研究功能冗余最有效的方法之一.
（郑庆伟）
版纳植物园揭示赤霉素和细胞分裂素相互作用促进小桐子分枝生长分子机理
植物分枝或分蘖的特性决定其株型结构,也与其适应环境能力和种子产量密切相关.植物激素在调控植物分枝生长发育过程中起着关键作用,生长素、细胞分裂素和独角金内酯被认为是3种主要的分枝调控激素,而赤霉素的作用被忽视.中国科学院西双版纳热带植物园科研人员前期的研究发现,赤霉素可有效促进包括小桐子在内的多种木本植物的分枝生长发育.赤霉素促进小桐子分枝生长发育的分子机理,及其在调控分枝生长发育过程中,与细胞分裂素和独角金内酯等其他激素相互作用机制有待深入研究.
版纳植物园能源植物分子育种研究组博士研究生倪军和赵美丽及其合作者,在导师徐增富的指导下采用比较转录组方法,对赤霉素和细胞分裂素相互作用促进小桐子分枝生长的分子机理进行研究.通过对赤霉素(GA3)和(BA)处理的腋芽转录组比较分析,结果显示,有250个基因受到GA3和BA共同调控.其中,共同下调的基因中有一些NAC家族的转录因子,包括Jc-NAC1、JcNAC2、JcNAC3、JcNAC5、JcNAP、JcNAP-Iike以及JcNAC047;qPCR分析结果显示,这些NAC基因的表达受到独角金内酯(GR24)处理的上调,推测它们可能参与分枝生长的调控.此外,在GA3和BA处理后,细胞周期基因CDC6,CD5和GRF5的表达上调,表明GA3和BA可以通过调节细胞周期机制促进腋芽的生长.更有趣的研究结果是,在腋芽中,BA处理显著上调GA生物合成基因Jc-GA200xs和JcGA30xl的表达,下调GA降解基因JcGA20xs的表达,这说明细胞分裂素促进分枝,可能部分是通过提高GA的含量来实现的.该比较转录组学研究结果,为进一步阐明植物激素相互作用调控木本植物分枝生长发育的分子机理奠定了基础.
相关研究结果以“Comparativetranscriptome analysis of axillarybuds in response to the shootbranching regulators gibberellin A3and 6-benzyladenine in Jatrophacurcas”为题,发表在《Scientific Re-ports》上.
（郑庆伟）
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3、中国现代医学杂志
4、中国文化论文
5、中国社会科学期刊
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