研究發現PRC2復合體能夠緩沖ABA誘導的植物凋亡

　　The Plant Journal 期刊在線發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所張一婧研究組題為Polycomb repressive complex 2 attenuates ABA-induced senescence in Arabidopsis 的研究論文。該研究揭示了PRC2介導的H3K27me3修飾能夠有效緩沖ABA誘導的植物凋亡。

　　植物激素脫落酸（Abscisic Acid, ABA）對于提高植物對干旱等非生物脅迫的耐受性具有關鍵作用，最近的研究表明ABA能夠通過誘導葉片凋亡促進植物對于營養的再利用，從而提高植物的耐受性。但過度凋亡則會影響植物生存，已有報道揭示了多個限制ABA響應的轉錄水平的通路。該研究組前期研究發現調控發育的重要表觀修飾復合體多梳家族蛋白（Polycomb repressive complex 2,PRC2）介導的H3K27me3位點大量富集ABA響應元件（ABA response element，ABRE）(A)，那么ABA響應如何在表觀水平被調控呢？

　　通過用外源ABA處理核心PRC2組分突變體CLF和SWN，研究人員發現雙突變體對ABA處理更加敏感(B)。對突變體轉錄組變化的分析發現大量ABA誘導表達的基因在雙突變體中上調表達(C)，并主要參與凋亡過程(D)。而且，在雙突變體中，ABA對凋亡相關基因的誘導表達更加劇烈(E)。進一步表觀組數據比較揭示盡管ABA響應過程中相關轉錄因子能夠迅速結合并激活凋亡基因表達(F)，但這些基因附近的H3K27me3修飾并沒有發生顯著變化(F)，從而限制了凋亡基因的上調幅度。綜上，PRC2核心催化酶CLF和SWN冗余介導的H3K27me3修飾與ABA相關轉錄因子共同調控ABA誘導衰老基因的表達，使植物對逆境脅迫做出迅速而適度的反應，以便更好地適應環境(G)。

　　博士研究生劉春梅、程靜菲為共同第一作者，實驗材料與實驗平臺獲得植生生態所研究員徐麟的幫助。相關工作得到國家自然科學基金面上項目的資助。