甲基化修饰在调控植物发育生长和胁迫响应中发挥具有重要作用 (Zhong et al., 2008)。杨树中过表达RNA甲基转移酶MTA的材料根系更加发达，同时表现出对干旱胁迫更强的耐受性(Lu et al., 2020)。然而, 在其他林木中甲基化修饰对根系的调控研究还较为匮乏。毛竹（Phyllostachys edulis）是中国重要森林资源，得益于其快速生长特性，具有重要的经济价值，而毛竹快速生长所需的营养物质依赖于地下根系统的扩张(Song et al., 2016)。因此系统地研究毛竹根系生长发育中的甲基化修饰变化并关联转录后调控分析有助于阐明毛竹根系表观遗传调控机制，可为后续禾本科植物根系研究提供理论参考。
近日，福建农林大学林学中心顾连峰教授课题组在林学期刊Tree physiology上发表题目为“Inhibition of DNA and RNA methylation disturbs root development of moso bamboo”的论文，研究了RNA甲基化抑制剂（DZnepA）和DNA甲基化抑制剂（5-azaC）处理下毛竹根系的细胞学变化以及甲基化修饰变化，探究了甲基化修饰对毛竹根系的基因表达和转录后调控影响。
该研究通过石蜡切片结合纳米孔直接RNA测序和重亚硫酸盐测序等多组学手段，对毛竹根系进行甲基化和转录后调控的全面研究，发现甲基化抑制会引起毛竹根系发育迟缓。在抑制剂浓度为10 μM时可明显观察到毛竹侧根增多主根伸长受抑制的表型（图一）。
图一 甲基化抑制剂处理下毛竹的根系表型和石蜡切片图
DZnepA处理后显著减低了毛竹根系3’UTR的m6A修饰，特别是AAACA和AAACT两种基序，伴随这种修饰的降低, 可以观测到相应基因表达水平和全长比例的增高。m6A和5mC的降低均观测到了poly(A)尾长度缩短，特别富集在根系分生、根冠生长、侧根生长和不定根形成相关的基因。毛竹m6A甲基化降低后，m6A甲基转移酶基因和m6A结合蛋白基因表达增加，m6A去甲基化酶基因和DNA甲基化转移酶基因表达下降。而5mC降低后DNA甲基化转移酶基因表达和m6A去甲基化酶基因表达下降。此外在这些甲基化调控蛋白中发现m6A修饰，表明RNA修饰的自调以及两种甲基化之间潜在的交互（图二）。综上，该研究对毛竹根系生长发育中的甲基化修饰和转录后调控进行了系统分析，为今后了解禾本科植物根系发育和表观修饰调控机制提供前期基础。
图二 毛竹根系生长发育中甲基化修饰调控模式图
福建农林大学林学院研究生刘付煜翔、林学中心博士生席飞虎为共同第一作者，林学中心张航晓副教授和林学院吴林、张泽宇、王慧慧、王汇源等博士生也参与了该工作。林学中心顾连峰教授为通讯作者。该研究得到十四五国家重点研发项目、基金委面上项目和福建农林大学林学院高峰学科的支持。
参考文献
Lu, L., Zhang, Y., He, Q., Qi, Z., Zhang, G., Xu, W., Yi, T., Wu, G., and Li, R. (2020). MTA, an RNA m(6)A Methyltransferase, Enhances Drought Tolerance by Regulating the Development of Trichomes and Roots in Poplar. Int J Mol Sci 2110.3390/ijms21072462.
Song, X., Peng, C., Zhou, G., Gu, H., Li, Q., and Zhang, C. (2016). Dynamic allocation and transfer of non-structural carbohydrates, a possible mechanism for the explosive growth of Moso bamboo (Phyllostachys heterocycla). Scientific reports 6:1-8.
Zhong, S., Li, H., Bodi, Z., Button, J., Vespa, L., Herzog, M., and Fray, R.G. (2008). MTA is an Arabidopsis messenger RNA adenosine methylase and interacts with a homolog of a sex-specific splicing factor. Plant Cell 20:1278-1288. 10.1105/tpc.108.058883.
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https://doi.org/10.1093/treephys/tpad074
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