開花作為從營養(yǎng)生長到生殖生長的過渡,是植物生長周期中最重要的發(fā)育階段。長期以來,植物通過進化形成了復(fù)雜精確的機制響應(yīng)內(nèi)源信號與環(huán)境變化來調(diào)控開花時間。對擬南芥大量的生理及遺傳學分析表明,開花誘導(dǎo)至少由四個主要途徑所調(diào)節(jié),即光周期途徑、春化途徑、自主途徑和赤霉素(GA)途徑,這些途徑通過影響開花因子FT、SOC1 和LEAFY 等基因的表達來調(diào)控開花時間。
中國科學院華南植物園侯興亮研究員通過與新加坡國立大學Yu Hao教授等的合作研究,發(fā)現(xiàn)擬南芥NF-Y核因子復(fù)合物通過整合發(fā)育和環(huán)境信號,從表觀遺傳層面上調(diào)控開花時間。NF-Y是在真核生物中廣泛存在的一類轉(zhuǎn)錄因子,由三個不同的亞基組成,其與真核生物啟動子區(qū)域的CCAAT框相結(jié)合,并通過與調(diào)控因子相互作用來調(diào)控下游基因表達。在植物中,NF-Y參與調(diào)節(jié)植物包括逆境反應(yīng)、胚胎和葉綠體發(fā)育、光合作用等重要生理過程。他們在研究中證實,NF-Y與光周期途徑中的CONSTANS以及GA信號通路中的DELLA蛋白發(fā)生互作,直接調(diào)控了SOC1的轉(zhuǎn)錄。這一NF-Y復(fù)合物直接結(jié)合到SOC1基因啟動子一個獨特的順式元件上,并部分通過H3K27去甲基化酶REF6調(diào)控SOC1DNA的H3K27me3修飾水平。
該研究結(jié)果確立了植物NF-Y復(fù)合物作為重要的表觀遺傳調(diào)控相關(guān)因子,調(diào)控了植物對內(nèi)在發(fā)育信號和環(huán)境的反應(yīng)。侯興亮研究員與Yu Hao教授作為共同通訊作者,將相關(guān)研究成果近期發(fā)表在國際學術(shù)期刊Nature Communications上。
NF-Y因子通過表觀遺傳調(diào)控植物開花的分子模型
