百合领域首篇Nature Plants！中国农大揭示组蛋白修饰调控百合种球休眠的新机制

百合是我国重要观赏花卉，兼具食药用价值，其产值居于球根花卉首位。种球休眠调控是百合产业核心技术，直接影响植株营养生长、花朵品质和商品种球繁育周期。

2023年8月10日，Nature Plants杂志在线发表了中国农业大学园艺学院吴健与义鸣放教授团队题为Epigenetic silencing of callose synthase by VIL1 promotes the bud growth transition in lily bulbs的研究论文，揭示了VIL1-NFYA7模块在百合种球“休眠­­­—生长”生理转变过程的表观调控分子机制。

该团队前期研究发现，组蛋白甲基化修饰与糖类物质调控脱落酸合成代谢，参与种球休眠生理过程（Plant Physiology, 2023; Plant, Cell & Environment, 2023）。胞间连丝是细胞间能量物质、mRNA、蛋白运输的重要通道，影响细胞分裂分化（Genes，2021）。然而，有关组蛋白修饰调控胞间连丝开闭、参与种球休眠解除的分子机制尚不清楚。

这项最新研究发现，百合从休眠向生长状态转变过程中，转录因子NUCLEAR FACTOR Y，SUBUNIT A7 (LoNFYA7)可以结合在胼胝质合成关键酶基因CALLOSE SYNTHASE 3 (LoCALS3)的启动子上，并通过招募Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2)多梳蛋白复合物亚基VERNALIZATION INSENSITIVE 3-LIKE 1 (LoVIL1)增强LoCALS3位点的H3K27me3组蛋白修饰水平，抑制LoCALS3基因转录，减少胞间连丝处胼胝质的积累，促进物质向芽点运输。此外，研究还发现，LoNFYA7亦可增强LoCALS3位点的H3K9ac修饰水平，调节LoCALS3转录。

为进一步挖掘LoVIL1在百合“休眠­­­—生长”转变的产业价值，研究人员分析了LoVIL1在亚洲百合系列的深休眠卷丹和浅休眠Must See种球中的基因表达，初步确定了LoVIL1与“休眠—生长”转变的相关性。进一步通过在东方百合系列多个品种的验证，证实了LoVIL1可作为百合“休眠­­­—生长”生理转变特性的标记基因。

这项研究发现了招募PRC2的一条新途径，揭示了VIL1-NFYA7模块调节胞间连丝开闭、百合“休眠­­­—生长”转变的分子机制。

中国农业大学园艺学院吴健教授为论文通讯作者，中国农业大学园艺学院博士研究生潘文强、李静如与北京市农林科学院杜运鹏副研究员为论文共同第一作者。中国农业大学园艺学院义鸣放教授和硕士研究生赵雅洁、辛印、王少坤、刘畅，福建省农业科学院方少忠研究员和林智敏副研究员，辽宁省农科院杨迎东研究员，以色列本·古里安大学Michele Zaccai教授，加拿大多伦多大学Sonia Gazzarrini教授，北京市农林科学院张秀海研究员参与了论文研究工作。该研究得到国家青年人才计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、农业农村部农业科研杰出人才、教育部111引智计划、北京市科技创新与服务能力建设重点学科项目、中国农业大学2115人才培育发展支持计划等项目资助。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41477-023-01492-z

信息来源：中国农业大学园艺学院

转自：“iPlants”微信公众号

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