生物所揭示精氨酸甲基转移酶PRMT6调控开花的新机制

近日,中国农业科学院生物技术研究所作物耐逆性调控与改良创新团队揭示了精氨酸甲基转移酶PRMT6调控植物开花的新机制,为精确调控花期提供了新途径。相关研究成果以“PRMT6 physically associates with nuclear factor Y to regulate photoperiodic flowering in Arabidopsis”(PRMT6和NF-Y互作调控拟南芥光周期成花)为题在《aBiotech(生物技术)》上发表。

成花转变是植物由营养生长转向生殖生长的过程。植物成花转变需要对环境信号(如光周期、温度等)和内源信号(如生物钟、激素水平等)做出及时、准确地应答,进而实现精准的花期调控。在长日照植物拟南芥中,光周期途径、春化途径、自主途径、赤霉素途径及年龄途径等多条途径共同调控成花转变。了解控制植物“适时”开花的调控机制,在植物种植地区适应性和产量品质的提升上具有重要的应用价值。

研究人员在拟南芥中鉴定了人类精氨酸甲基转移酶6的同源蛋白AtPRMT6,蛋白互作分析说明AtPRMT6和参与开花调控的3个核因子蛋白(NF-YC3、NF-YC9和NF-YB2)相互作用。进一步研究发现,长日照条件下PRMT6能够介导H3R2me2a修饰增强NF-CO复合体与FT位点的结合进而促进拟南芥成花。此外,prmt6能够增强prmt4a;4b的晚花表型,说明AtPRMT6可能与AtPRMT4a/4b协同抑制FLOWERING LOCUS C 的表达,进而抑制FT转录。

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综上所述,本研究揭示了PRMT6-NF-CO表观分子模块介导H3R2me2a修饰调控FT转录的作用机制,为植物开花期的精准调控提供了新思路。

中国农业科学院生物技术研究所谷晓峰课题组张平贤博士为本文第一作者,杨立文副研究员为本文通讯作者。相关研究的遗传材料由北京大学现代农学院何跃辉教授提供了支持,实验设计和开展得益于谷晓峰研究员及课题组成员的帮助。该项工作得到国家自然科学基金青年基金、国家转基因重大专项、农科院科技创新工程以及华中农大百川计划的支持。