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阐明染色质重塑在水稻抗病中的作用

日前,华南农业大学生命科学学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室研究员刘耀光和副研究员张群宇为共同通讯作者在国际著名生命科学期刊EMBO Reports在线发表研究论文,阐明染色质重塑在水稻抗病中的作用。

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稻瘟病是影响全球水稻产量最严重的病害之一。刘耀光研究员领衔的研究小组利用全长cDNA抑制缩减杂交技术在水稻中分离到一个对稻瘟病菌侵染以及抗稻瘟病药物(BIT)信号响应的染色质构型重塑因子基因家族(SNF2)成员BRHIS1。在正常生长发育的水稻幼苗中,BRHIS1与不依赖水杨酸(SA)信号调控的多个病害防御基因的启动子区染色质的组蛋白变体H2A.Xa/Xb/3和H2B.7特异地结合,从而抑制这一类防御基因在正常生长发育状态下的表达。


当植株感应到病源侵染信号时,BRHIS1基因表达下调,H2A.Xa/Xb/3 和H2B.7基因表达上调,从而改变防病基因启动子区的染色质构型,增强这些组蛋白变体的单泛素化水平,迅速诱导防御基因的强表达,最终提高对稻瘟病菌的抗性。


该研究结果首次揭示了与植物生长发育相关的抗病表观遗传调控机制,证明植物防御基因启动子区的染色质结构是以有利于其表达的形式编排的,但在正常生长状态下只保持低水平表达,从而减少抗病性反应对细胞发育的负面作用(即抗性成本);当植物受到病原菌侵染时,这种染色质编排能快速响应而改变,迅速激活防御基因表达以启动自身免疫机制。该成果对研究植物抗病防病的分子机理,保障粮食安全具有重要意义。


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