4月21日,山东大学生命科学学院刘树伟教授团队在国际知名植物学期刊《The Plant Cell》在线发表题为“TaSRO1 recruits the histone deacetylase TaHIS1 to repress TaABI5 and fine-tune ABA signaling during seed dormancy release in wheat”的研究论文。该研究首次揭示了TaSRO1 通过引导组蛋白去乙酰化酶TaHIS1定位至基因组特定位点,擦除组蛋白赖氨酸残基乙酰化修饰,从而调控小麦种子休眠相关基因表达的分子机制,填补了植物 SRO 家族蛋白介导基因转录抑制机制研究领域的空白。

TaSRO1是前期从耐盐高产小麦品种山融3号(SR3)中鉴定到的耐盐主效候选基因,前期研究证实其能够影响活性氧(ROS)平衡稳态调控小麦生长和耐盐性(Liu et al., 2014, The Plant Cell)。最近,研究团队发现TaSRO1在小麦种子休眠解除过程中发挥“中央调控枢纽”功能,其通过招募组蛋白去乙酰化酶TaHIS1,去除ABA信号通路关键转录因子TaABI5靶基因启动子区的乙酰化修饰,抑制其转录激活活性,从而精细调控小麦种子休眠的释放过程。本研究解析了由“TaABI5(顺式作用元件阅读器,Reader)-TaSRO1(转录调控引导者,Leader)-TaHIS1(表观修饰执行者,Writer)”组成的三元调控模块精细调控小麦种子休眠向萌发的转换过程(图1),不仅为植物激素信号与表观修饰交叉调控发育进程提供了新的研究范式,也为培育耐盐、抗穗发芽与高产的小麦新品种提供了理论基础和关键基因资源。

图1 TaSRO1促进小麦种子休眠解除的分子机制
山东大学生命科学学院博士后刘树朋为论文第一作者,刘树伟教授为通讯作者。山东大学博士研究生尹奉翔、张泰然、宋家旺、李丽、王汶龙、常笑以及山东省农业科学院作物研究所刘成研究员、王凯博士和徐文竞博士参与了本研究。特别感谢山东大学生命科学学院夏光敏教授对本研究给予的大力支持和悉心指导。本研究得到了中国科学院、山东省科技示范项目、国家自然科学基金和山东省自然科学基金等项目资助。
刘树伟教授团队长期从事小麦耐逆功能基因发掘及分子机制研究。近年来研究成果先后发表在包括Molecular Plant、Plant Cell、Plant Biotechnology Journal、Plant Journal、Journal of Integrative Plant Biology等著名国际学术期刊。
论文链接:https://doi.org/10.1093/plcell/koag121