水稻組蛋白去甲基化酶JMJ703與染色質(zhì)變構(gòu)因子CHR729的相互作用及功能研究.pdf

1、在真核生物中，染色質(zhì)包含了絕大部分的遺傳物質(zhì)。它是由DNA纏繞著組蛋白八聚體形成的核小體串聯(lián)而成?；虻谋磉_(dá)調(diào)控是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，需要多種表觀修飾因子的參與。而這些表觀修飾就是發(fā)生在染色質(zhì)上的DNA和組蛋白的共價(jià)修飾。組蛋白甲基化是一種重要的表觀修飾，其中H3K4me3作為基因激活的標(biāo)志在植物的生長(zhǎng)發(fā)育和環(huán)境脅迫過(guò)程中起到重要的作用。染色質(zhì)變構(gòu)因子可以保證染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的靈活性，可以在特定條件下發(fā)生空間上的改變，從而影響基因的表達(dá)和調(diào)控

2、。此外，染色質(zhì)變構(gòu)因子可以結(jié)合組蛋白修飾，并影響全基因組的組蛋白修飾水平。因此，染色質(zhì)變構(gòu)因子與表觀修飾因子之間的關(guān)系在調(diào)控基因的表達(dá)并維持生物體的正常生命活動(dòng)中起到了至關(guān)重要的作用。水稻是中國(guó)最主要的糧食作物，也是經(jīng)典的單子葉模式植物，目前對(duì)水稻中的染色質(zhì)變構(gòu)因子的功能以及與其他組蛋白修飾因子之間的相互作用機(jī)制還不是十分得清楚。
　　本研究以一個(gè)水稻染色質(zhì)變構(gòu)因子CHR729為對(duì)象，探討了CHR729在調(diào)節(jié)基因表達(dá)中的功能以及調(diào)

3、控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)中的功能。此外，本研究還篩選到了與CHR729互作的甲基化酶JMJ703，探尋了JMJ703在調(diào)控可誘導(dǎo)基因表達(dá)中的功能以及其與CHR729之間的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:
　　1.構(gòu)建了chr729互補(bǔ)材料，發(fā)現(xiàn)chr729突變體互補(bǔ)植株的株高、葉片顏色的表型都得到了恢復(fù)。說(shuō)明我們以前觀察到的chr729突變體的表型與CHR729的缺失直接相關(guān)。
　　2.CHR729調(diào)控著一系列的轉(zhuǎn)錄因子。在chr729突變體、

4、chr729互補(bǔ)材料及野生型材料中，發(fā)現(xiàn)CHR729可以調(diào)控AP2、MADS-box、NAC、C3HC4、WRKY等參與脅迫反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)發(fā)生了改變，這可能說(shuō)明CHR729參與水稻生物脅迫和非生物脅迫過(guò)程。
　　3.利用微球菌核酸酶實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在chr729突變體中受CHR729調(diào)控的基因的核小體密度較野生型緊密。說(shuō)明CHR729通過(guò)調(diào)節(jié)核小體密度來(lái)完成對(duì)基因的調(diào)控表達(dá)。
　　4.JMJ703和CHR729基因都是組成型表

5、達(dá)的基因，這說(shuō)明它們存在時(shí)間和空間上相互作用的可能性。酵母雙雜交結(jié)果表明CHR729和JMJ703在酵母體內(nèi)相互作用，通過(guò)分段截短的方法進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)JMJ703蛋白1-139aa的肽段可以與CHR729蛋白的ATP酶結(jié)構(gòu)域中791-1046aa結(jié)合。體外Pull down實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了兩者的相互作用。
　　5.利用茉莉酸甲酯(me-JA)處理野生型和JMJ703超表達(dá)材料和JMJ703-GR的材料均發(fā)現(xiàn)對(duì)JA誘導(dǎo)敏感的P450和TPS