水稻所一篇论文在国际著名刊物《Plant Cell》上发表
首次揭示水稻组蛋白甲基转移酶调控水稻长日照开花途径
我校水稻所教师孙昌辉在表观遗传调控的水稻长日照开花机制研究上取得突破性进展,以他为第一作者的相关研究论文《The Histone Methyltransferase SDG724 Mediates H3K36me2/3 Deposition at MADS50 and RFT1 and Promotes Flowering in Rice》,日前被国际著名学术刊物《Plant Cell》在线刊出。该刊物是国际植物生物学领域最有影响的学术期刊,近五年影响因子为10.224。
水稻开花转换期(抽穗期)决定了水稻品种在不同稻作区域的适应能力和产量潜力,因此,对于水稻抽穗期调控基因的克隆和研究在水稻开花调控机理研究和农业生产上都具有重要的理论和现实意义。双子叶模式植物拟南芥的开花转换受到了多种组蛋白修饰的调控,而在单子叶模式植物水稻中,组蛋白甲基化调控的开花转换机制一度空白。孙昌辉博士在前期大规模筛选水稻突变体库研究的基础上,从一个晚花突变体材料lvp1入手,通过图位克隆法,克隆到一个水稻生育期基因LVP1/SDG724。SDG724编码一个组蛋白甲基转移酶,具有体内和体外组蛋白H3K36甲基转移酶活性,该基因通过MADS50/MADS51-Ehd1-Hd3a/RFT1途径,而非Hd1途径,促进水稻的开花。染色质免疫沉淀分析表明,相对野生型品种日本晴,突变体lvp1中RFT1和MADS50位点的H3K36me2/3沉积水平明显降低,这表明,同源基因RFT1和Hd3a、MADS50和MADS51之所以具有不同的功能,在一定程度上可能与H3K36me2/3甲基化水平相关。
这一研究首次揭示了水稻组蛋白甲基转移酶SDG724通过表观遗传调控MADS50和长日照开花素基因RFT1的表达,进而调控水稻长日照开花途径。这一研究成果不仅在理论上揭示了水稻在长日照下开花的调控机制,也为水稻品种的生育期适应性改良提供了良好的理论基础。
据悉,孙昌辉硕士生期间由我校和中科院遗传发育所联合培养,博士生期间由北京师范大学和中科院遗传发育所联合培养,2010年在我校首批“百名博士招聘”中应聘到水稻研究所工作。