水稻組蛋白末端修飾酶基因的功能研究.pdf

1、組蛋白修飾酶，包括組蛋白去乙酰化酶（Histone deacetylases，HDACs），組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶（Histone methyltransferases，HMTs），以及組蛋白去甲基化酶（Histone demethylase，HDMs）等，在動(dòng)植物發(fā)育過程中發(fā)揮著重要的作用。然而在單子葉植物模式物種水稻中，對(duì)這些修飾酶的功能研究還相對(duì)較少。本課題針對(duì)組蛋白去乙?；富騉sSRT1和組蛋白去甲基化酶基因JMJ706在水稻發(fā)育

2、中的功能進(jìn)行了深入的研究。
　　 OsSRT1屬于Sirtuin類組蛋白去乙酰化酶，Western雜交檢測(cè)該基因超量表達(dá)植株和RNAi植株的組蛋白修飾情況，發(fā)現(xiàn)組蛋白H3K9位點(diǎn)乙酰化修飾程度在RNAi植株中升高，而在超表達(dá)植株中則降低，證明此基因是一個(gè)組蛋白H3K9位點(diǎn)的去乙?；?，并且相關(guān)結(jié)果顯示，此基因與H3K9位點(diǎn)的二甲基化修飾程度密切相關(guān)。進(jìn)而通過自制OsSRT1抗體進(jìn)行染色質(zhì)免疫沉淀，利用高通量測(cè)序以尋找OsSRT1

3、基因的靶位點(diǎn)。
　　 組蛋白去甲基化酶基因包括兩個(gè)亞家族，LSD1和JMJ家族基因，進(jìn)化樹分析發(fā)現(xiàn)植物JMJ家族成員和動(dòng)物相比，既存在進(jìn)化的保守性，又有一定的差異。水稻JMJD2亞家族成員JMJ706為定位在異染色質(zhì)區(qū)域的核蛋白，其突變后引起水稻花器官發(fā)育異常并導(dǎo)致H3K9me2及me3甲基化修飾程度積累。JMJ706全長(zhǎng)cDNA互補(bǔ)轉(zhuǎn)化其突變體jmj6后，轉(zhuǎn)基因植株花發(fā)育異常的表型得以恢復(fù)：amiRNA抑制野生型JMJ706基

4、因后，可產(chǎn)生類似jmj6的表型。RT-PCR檢測(cè)結(jié)果顯示，jmj6中OsMADS8基因的表達(dá)升高，OsMADS47和DH1基因的表達(dá)降低。染色質(zhì)免疫沉淀結(jié)果顯示，jmj6中OsMADS47和DH1基因的啟動(dòng)子和編碼區(qū)域的組蛋白H3K9me2和H3K9me3修飾程度積累。
　　 全基因組芯片結(jié)果顯示，突變體與野生型相比：①苗期表達(dá)存在差異的基因相對(duì)較少；②3期幼穗中145個(gè)基因上升表達(dá)，97個(gè)基因下降表達(dá)；⑨表達(dá)存在差異的基因附近

5、富集轉(zhuǎn)座子、反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子、重復(fù)序列、以及smRNA等可導(dǎo)致異染色質(zhì)化的結(jié)構(gòu)元件。分析突變體中表達(dá)量明顯升高的基因Os03g02470的DNA甲基化情況，發(fā)現(xiàn)CG及CHG類DNA甲基化修飾程度降低。同時(shí)對(duì)野生型和突變體分別構(gòu)建了兩個(gè)不同發(fā)育時(shí)期的Small RNA文庫，待進(jìn)一步高通量測(cè)序。
　　 通過amiRNA技術(shù)分別敲除jmj6中組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶SUVH亞家族的4個(gè)基因，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因T0代部分轉(zhuǎn)化植株中這4個(gè)基因的表達(dá)量明顯下降