水稻組蛋白去甲基化酶JMJ703與染色質(zhì)變構(gòu)因子CHR729的相互作用及功能研究.pdf

1、在真核生物中，染色質(zhì)包含了絕大部分的遺傳物質(zhì)。它是由DNA纏繞著組蛋白八聚體形成的核小體串聯(lián)而成?；虻谋磉_調(diào)控是一個極其復(fù)雜的過程，需要多種表觀修飾因子的參與。而這些表觀修飾就是發(fā)生在染色質(zhì)上的DNA和組蛋白的共價修飾。組蛋白甲基化是一種重要的表觀修飾，其中H3K4me3作為基因激活的標志在植物的生長發(fā)育和環(huán)境脅迫過程中起到重要的作用。染色質(zhì)變構(gòu)因子可以保證染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的靈活性，可以在特定條件下發(fā)生空間上的改變，從而影響基因的表達和調(diào)控

2、。此外，染色質(zhì)變構(gòu)因子可以結(jié)合組蛋白修飾，并影響全基因組的組蛋白修飾水平。因此，染色質(zhì)變構(gòu)因子與表觀修飾因子之間的關(guān)系在調(diào)控基因的表達并維持生物體的正常生命活動中起到了至關(guān)重要的作用。水稻是中國最主要的糧食作物，也是經(jīng)典的單子葉模式植物，目前對水稻中的染色質(zhì)變構(gòu)因子的功能以及與其他組蛋白修飾因子之間的相互作用機制還不是十分得清楚。
　　本研究以一個水稻染色質(zhì)變構(gòu)因子CHR729為對象，探討了CHR729在調(diào)節(jié)基因表達中的功能以及調(diào)

3、控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)中的功能。此外，本研究還篩選到了與CHR729互作的甲基化酶JMJ703，探尋了JMJ703在調(diào)控可誘導(dǎo)基因表達中的功能以及其與CHR729之間的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:
　　1.構(gòu)建了chr729互補材料，發(fā)現(xiàn)chr729突變體互補植株的株高、葉片顏色的表型都得到了恢復(fù)。說明我們以前觀察到的chr729突變體的表型與CHR729的缺失直接相關(guān)。
　　2.CHR729調(diào)控著一系列的轉(zhuǎn)錄因子。在chr729突變體、

4、chr729互補材料及野生型材料中，發(fā)現(xiàn)CHR729可以調(diào)控AP2、MADS-box、NAC、C3HC4、WRKY等參與脅迫反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子的表達發(fā)生了改變，這可能說明CHR729參與水稻生物脅迫和非生物脅迫過程。
　　3.利用微球菌核酸酶實驗發(fā)現(xiàn)在chr729突變體中受CHR729調(diào)控的基因的核小體密度較野生型緊密。說明CHR729通過調(diào)節(jié)核小體密度來完成對基因的調(diào)控表達。
　　4.JMJ703和CHR729基因都是組成型表

5、達的基因，這說明它們存在時間和空間上相互作用的可能性。酵母雙雜交結(jié)果表明CHR729和JMJ703在酵母體內(nèi)相互作用，通過分段截短的方法進一步發(fā)現(xiàn)JMJ703蛋白1-139aa的肽段可以與CHR729蛋白的ATP酶結(jié)構(gòu)域中791-1046aa結(jié)合。體外Pull down實驗也驗證了兩者的相互作用。
　　5.利用茉莉酸甲酯(me-JA)處理野生型和JMJ703超表達材料和JMJ703-GR的材料均發(fā)現(xiàn)對JA誘導(dǎo)敏感的P450和TPS