OsNERD1在水稻表觀調(diào)控中的功能研究.pdf

1、RdDM（RNA-directed DNA methylation）是一種廣泛存在于植物轉(zhuǎn)錄水平的基因沉默(Transcriptional gene silencing，TGS)機制，該過程需要DCL3、RDR2及AGO4/6等多種蛋白介導(dǎo)siRNA同源位點的甲基化。擬南芥中發(fā)現(xiàn)了依賴于RDR1/6的一條新的TGS途徑，NERD途徑(Needed for RDR2-independent DNAmethylation)，其關(guān)鍵蛋白為At

2、NERD1。AtNERD1能夠與AGO2蛋白相互作用，產(chǎn)生21nt的sRNA分子，介導(dǎo)一些新近進化基因的甲基化，并影響其組蛋白修飾。AtNERD1在擬南芥DNA甲基化變異與遺傳中起重要作用。NERD途徑可能影響植物性狀和對外界環(huán)境適應(yīng)性的表觀變異與遺傳。
　　目前在作物之間NERD途徑是否保守仍然未知。水稻作為一種廣泛種植的單子葉作物，存在有比擬南芥更多的DNA元件，聯(lián)系這些DNA元件及表觀遺傳對水稻OsNERD1進行研究，將更進

3、一步拓展表觀的新內(nèi)容，同時對以后水稻的育種提供理論基礎(chǔ)。本研究的主要結(jié)果如下:
　　1.通過序列同源比對及進化樹分析表明，水稻中存在有與AtNERD1非常同源的蛋白，按照親緣遠近分別命名為OsNERD1和OsNERD2。OsNERD1具有同AtNERD1一致的結(jié)構(gòu)域，尤其是OsNERD1具有很類似的GW/WG重復(fù)，這是RdDM途徑中最終介導(dǎo)基因組DNA甲基化復(fù)合體中AGO4/SPT5L/NRPEA相互作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。體外結(jié)合實驗已

4、經(jīng)證明OsNERD1的PHD結(jié)構(gòu)域能夠結(jié)合H3K4me3，暗示OsNERD1參與了下游基因的表觀調(diào)控。
　　2.鑒定了OsNERD1的T-DNA插入突變體，并構(gòu)建了OsNERD1的轉(zhuǎn)基因抑制材料，最終獲得了OsNERD1表達量下降的植株。突變體表型集中表現(xiàn)為花粉不育。
　　3.對OsNERD1突變體中一些轉(zhuǎn)座子的檢測表明，該基因的突變會影響轉(zhuǎn)座子的表達量變化及其表觀修飾，并且部分轉(zhuǎn)座子基因起始區(qū)有21-nt sRNAs的富集