近日,生物所谷曉峰課題組在表觀遺傳調控水稻開花期研究方面取得突破,發現了表觀遺傳關鍵調控因子OsSFL1具有介導組蛋白去乙酰化動態修飾的功能,進而調控水稻“適時”開花。相關研究成果發表在《植物生物技術雜志(Plant Biotechnology Journal)》。

人類超過80%的食物來自開花植物,開花過早或過晚都會影響結實率和產量,因而“適時開花”是保證產量和環境適應性的關鍵因素。水稻是世界上主要的糧食作物之一,培育高產、適應性強的水稻品種是農業生產和研究中的重大需求。水稻開花期作為重要的農藝性狀影響品種的種植地區、種植時間和產量。因而,了解控制水稻 “適時”開花的調控機制,選育合適開花期的材料,對提高產量、擴展品種的種植地區具有重要的理論和應用價值。
水稻是短日照植物,短日照條件下水稻開花主要受到光周期途徑控制,包括組蛋白修飾、DNA甲基化在內的表觀遺傳在光周期途徑中起著關鍵調控作用。該研究發現OsSFL1功能缺失突變體在短日照條件下開花期延遲2周左右,而在長日照條件下表型不明顯。進一步研究發現OsSFL1影響光周期途徑關鍵基因Hd1(Heading date 1)及成花素基因Hd3a(Heading date 3a)的節律性表達模式,并且與去乙酰化復合體重要成員OsSAP18和OsHDAC2互作形成復合體,動態調控組蛋白乙酰化修飾水平。該研究首次發現了組蛋白去乙酰化復合體成員OsSFL1介導的組蛋白去乙酰化動態修飾調控水稻開花期的分子機理,為表觀遺傳調控水稻開花期的基礎研究和設計育種應用提供了重要基因資源和材料。
該研究得到國家自然科學基金(31671670)、國家轉基因重大專項(2019ZX08010-002)及中國農業科學院科技創新工程的資助。
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