中国科学院武汉植物园在组蛋白修饰调控葡萄低温应答方面取得新进展

　　晚霜冻是葡萄生产中普遍存在的气象灾害，危害叶片、花穗及嫩梢，导致减产甚至绝产，给葡萄生产带来巨大损失。研究葡萄对低温胁迫的响应，将为防冻措施的制定提供理论依据。组蛋白H3第27位的赖氨酸三甲基化（H3K27me3）修饰是常见的染色质修饰方式，在植物生长发育及胁迫应答中发挥着重要作用。目前葡萄中H3K27me3的修饰模式及其对低温的应答还不清楚。

 

　　中国科学院武汉植物园联合中国科学院植物研究所、湖北省农科院、武汉市农科院多位科研人员，选取常温（26℃）和低温（4℃）处理2 h和24 h的山葡萄（Vitis amurensis）叶片开展了ChIP-seq实验，研究了全基因组水平H3K27me3的修饰模式、低温下的变化以及对基因表达的影响。结果表明，约60%的H3K27me3修饰峰的长度区间为100～500 bp，均匀分布于基因区和基因间区；共在8368个基因区间内发现了H3K27me3修饰，占整个基因组注释基因总数的26.3%；低温处理早期（2 h）山葡萄叶片中H3K27me3水平变化较大，增强的修饰峰有2793个，减弱的有305个，分别对应2066和266个基因；低温处理24 h后绝大多数（97.3%）变化的修饰峰恢复到处理前水平；H3K27me3发生变化的基因涉及分解代谢、细胞成分组织、表观遗传和DNA代谢等生物学过程，而H3K27me3修饰峰减弱的基因涉及胁迫应答、脂质代谢与次生代谢产物合成等；基因表达与H3K27me3修饰水平关联分析证实了在基因组水平上，H3K27me3修饰对基因的表达起抑制作用，其中启动子、外显子或编码区下游区域的抑制作用明显；但低温下H3K27me3修饰变化的基因的表达并不完全受到此修饰的影响。

 

　　这些结果揭示了山葡萄中H3K27me3修饰在整个基因组层面的分布情况，解析了低温下H3K27me3的变化及其对基因表达的影响，为探索山葡萄低温应答过程提供了线索。研究成果3月8日在线发表于Horticultural Plant Journal。武汉植物园已毕业博士朱振飞为该论文第一作者，武汉植物园王青锋研究员和辛海平研究员为通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

 

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