JGG | 北京大学何跃辉团队综述植物对冷与热记忆的表观遗传调控机制

温度会影响植物的生存与繁殖，在实际生产中对农作物产量的影响尤为重要。许多植物能够记住温度胁迫经历，以适应温度变化。例如，许多越冬植物经历冬季低温后，可形成“冬季低温记忆”，以获得在春季开花的能力，从而有利于繁衍后代。

2022年7月20日，Journal of Genetics and Genomics在线发表北京大学何跃辉教授团队题为“Molecular epigenetic mechanisms for memory of temperature stresses in plants”的综述论文。该综述总结了植物“热胁迫记忆”及越冬植物“冬季低温记忆”分子与表观遗传调控机制的研究进展。

围绕植物冷、热响应中调控关键基因的染色质修饰与状态改变，该综述系统总结了转录因子与染色质修饰蛋白(或蛋白复合体)协同调控温度胁迫响应的分子机制，包括基因的染色质修饰及基于染色质状态的冷、热记忆(chromatin state-based temperature memories)。主要内容分为两部分：1. 重点介绍了十字花科一年生冬性植物“冬季低温记忆”的形成、维持、遗传及其在下一代被重置的分子与表观遗传机制。2. 介绍了植物“热胁迫记忆”形成的分子与染色质调控机制，重点为热胁迫转录因子与多种染色质修饰因子协同促进“热胁迫记忆”形成的机制。综上，该综述总结了植物对响应温度胁迫产生记忆的重要研究进展，提出了该领域值得研究的方向及“热胁迫记忆”调控机制在作物生产中的潜在应用。

染色质修饰调控植物对冷、热记忆的机制

A：“冬季低温记忆”：温带地区冬季持续寒冷，诱导抑制表达的H3K27me3在开花抑制因子FLC位点富集，从而沉默FLC表达；春季气温升高后，FLC染色质的沉默状态得以维持，形成“冬季低温记忆”。B：“热胁迫记忆”：热胁迫转录因子HSFAs与组蛋白修饰酶等协同促进热响应基因的染色质形成有利于表达的状态，使得热响应基因在反复的热胁迫中快速表达或表达增强。

北京大学现代农学院博士后高照旭为该论文第一作者，何跃辉教授为该论文通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金委和蛋白质与植物基因研究国家重点实验室等经费支持。

引用本文：Zhaoxu Gao, Yue Zhou, Yuehui He. (2022). Molecular epigenetic mechanisms for memory of temperature stresses in plants. Journal of Genetics and Genomics.

DOI: 10.1016/j.jgg.2022.07.004.

图文来源：JGG 遗传学报公众号

转自：植物生物技术Pbj

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