DNA甲基化是植物和動物中廣泛存在的表觀遺傳修飾,能夠在不改變DNA序列的情況下調控基因表達。在植物中,RNA介導的DNA甲基化(RdDM)途徑是建立和維持DNA甲基化的關鍵機制,能夠抑制轉座子的活性并調控基因表達。有研究發現RdDM對不同物種的作用不同,但具體原因尚不清楚。例如,在擬南芥中,RdDM途徑關鍵組分的nrpd1突變體在營養生長和生殖發育中表現出的表型較為溫和,而番茄中NRPD1缺失則導致胚胎發育異常和種子不育。
中國科學院植物研究所研究員王臺、副研究員劉玲童團隊解析了RdDM對番茄胚胎發育和種子脫水耐性的影響。研究發現,SlNRPD1失活導致CHH甲基化水平和24-nt siRNA下降,同時伴隨著內切核糖核酸酶SlDCL2b/c/d的特異性激活與21-22 nt siRNA的積累。研究發現,番茄中轉座元件和非轉座子重復序列通常位于SlWOXs和SlPINs基因體內或附近,而AtWOXs和AtPINs基因座上的轉座子和重復序列相對較少。NRPD1缺失引起的重復序列CHH低甲基化可能通過改變WOX/auxin信號通路的基因表達,導致胚胎發育缺陷和種子不育。
上述研究為探討DNA甲基化在植物生殖發育中的調控機制提供了新視角。
近日,相關研究成果在線發表在《細胞報告》(Cell Reports)上。研究工作得到國家自然科學基金委員會和中國科學院的支持。
論文鏈接
RdDM調控番茄胚胎發育和種子耐脫水性的模式圖
本文鏈接:表觀遺傳調控植物胚胎發育和種子耐脫水性研究獲進展http://www.lensthegame.com/show-12-787-0.html
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