表观遗传调控种子休眠和萌发的机理研究

【摘要】：种子休眠与萌发是植物生存与发展的重要生态性状,也是影响作物高产稳产以及食物品质的农艺性状,一直是人们重点研究的问题之一。休眠是种子发育后期启动的抑制成熟胚在适合条件下继续分裂生长的特殊机制。生理生化研究已经表明植物激素如ABA、GA等在休眠和萌发中起关键性的调控作用,但是关于种子休眠和萌发的分子调控机理相对其它性状如开花耐逆等研究较少。近来,我们利用拟南芥和水稻等模式植物突变体材料,结合分子生物学和遗传学手段研究发现染色质修饰相关基因在种子休眠和萌发过程中发挥重要的调控作用。组蛋白甲基化、泛素化以及乙酰化有关基因如HUB1、SUVH4和HDAC1等的突变能够明显改变种子休眠相关基因的表达进而改变休眠的程度。种子发育后期细胞核明显变小,染色质高度浓缩,基因的转录阻力增强。我们初步的研究结果暗示,在休眠相关基因转录起始过程中,组蛋白修饰对促进RNA聚合酶II克服染色质结构阻力发挥重要的作用,该研究具有一定的理论和实践意义。