PCE | 四川大学林宏辉和张大伟课题组在拟南芥热记忆研究方面取得重要进展

极端高温环境会对植物造成热胁迫威胁生存。在自然环境中，植物经常遭受反复多变的热冲击，这些亚致死性热胁迫（Heat Priming）诱导植物产生热记忆，并可以持续数天。在记忆期内，当植物再次遭受热胁迫时会通过热记忆基因产生更强烈的热应答，提高对热胁迫的耐受能力。

多种内源植物激素参与热胁迫响应调控，其中油菜素内酯（BRs）在热胁迫应答中起正调控作用。然而，关于BRs信号转导是否调节热记忆过程还不清楚。解析BRs在热记忆过程中的功能有助于了解植物在受到反复热胁迫时如何整合环境线索和内源信号消除高温带来的各种损伤，以最大限度地提高生存和生长能力。

近日，四川大学林宏辉和张大伟课题组在Plant, Cell & Environment 发表了题为“Brassinosteroids enhance BES1-required thermomemory in Arabidopsis thaliana”的论文，解析了BRs信号通过BES1调控热记忆应答的分子机制。

该研究通过热引发（Heat Priming）和热激发（Heat Triggering）处理，发现BRs显著提高幼苗在记忆期的热耐受性。RNA干扰的BRs信号核心转录因子BES1及其家族同源基因幼苗植株热耐受性严重受损，并且Heat Priming和BL处理均不能提高RNA干扰植株的热耐受能力，说明BES1及其同源基因是BRs增强热记忆所必需的。进一步研究发现Heat Priming强烈诱导BES1的基因表达，促进BES1蛋白在细胞中积累，在随后的记忆期内都维持较高水平，而BRs信号则在记忆期内促进BES1的去磷酸化。积累的去磷酸化BES1蛋白一方面激活热记忆基因的表达，另一方面介导热记忆基因的染色质重塑，促进组蛋白H3的H3K27me3去甲基化，从而维持热记忆基因的持续激活。该研究结果揭示了一个全新的BES1依赖的、BRs增强的热记忆应答分子模块。

四川大学生命科学学院林宏辉教授和张大伟教授为论文共同通讯作者，博士研究生姚秀洪、李雁翎和硕士研究生陈娟为论文共同第一作者，该研究得到了国家自然科学基金和四川大学机构研究基金的资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pce.14444

本文转载自植物与环境 PCE

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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