四川大学张胜课题组解析组蛋白乙酰化修饰在调控杨树干旱响应基因转录调控中的作用

植物科学最前沿 · 公众号 · · 2024-06-12 09:24

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干旱是威胁森林生产力的主要因素之一，受旱植物普遍存在氧化应激响应，植物需要通过复杂的活性氧清除机制来维持正常的生命活动。杨树广泛分布于北半球，由于其生长迅速，木材产量高，是人工林的重要树种，而杨树也是干旱敏感的木本植物。近年来，表观遗传在生物体内的作用越来越受到重视，然而，人们对杨树表观遗传与干旱氧化胁迫之间的分子联系仍知之甚少。

近日，四川大学生命科学学院张胜课题组在 Plant Physiology 上发表了题目为“ Dissociation of transcription factor MYB94 and histone deacetylases HDA907/908 alleviates oxidative damage in poplar ”研究论文，解析了组蛋白乙酰化修饰在调控杨树干旱响应基因转录调控中的重要作用。

该研究结合遗传学、分子生物学和转录组学等技术手段，证实了转录因子PtrMYB94和组蛋白去乙酰酶PtrHDA907/908在调控杨树干旱响应基因维持叶片氧化平衡方面的重要作用。研究发现，R2R3 MYB转录因子PtrMYB94作为一个干旱响应的正调控因子可以募集组蛋白去乙酰化酶PtrHDA907/098到脱氢蛋白PtrECPP44的启动子，并降低组蛋白H3第9、14和27位赖氨酸残基的乙酰化，从而在正常条件下使其转录表达维持相对较低水平。而干旱诱导了PtrMYB94的转录表达，但降低PtrHDA907/908蛋白水平，减少PtrMYB94-PtrHDA907/908蛋白复合物的形成，使染色质结构松弛，促进了RNA聚合酶II与PtrECPP44启动子的结合。 PtrECPP44 的转录上调有助于杨树减轻氧化损伤，维持正常细胞活性。

综上，该研究建立了一个由 PtrHDA907/908 修饰的 PtrMYB94- PtrECPP44 转录调控模块，该模块在干旱诱导的氧化胁迫过程中起重要的调控作用，为杨树抗旱分子育种提供了新的思路。