Nature子刊等多篇研究论文解析种子表观遗传调控

来自中国科学院植物研究所的刘永秀研究员2013年发现拟南芥SNL1能够结合组蛋白去乙酰化酶HDA19，调控组蛋白H3K9K18的乙酰化水平，影响基因转录。在此基础上，研究组成员进一步发现SNL1/SNL2功能缺失导致生长素相关基因特别是AUX1的表达升高，增强了生长素在胚根的水平和分布，进而激活下游CYCDs介导的细胞分裂，提高了突变体种子萌发速率。

　　

生物通报道：种子休眠与萌发是植物由生殖生长过渡到营养生长的重要发育转变进程，涉及大量基因的激活或者沉默。一些研究发现这个过程中，组蛋白修饰介导的表观遗传基因转录调控可能发挥了重要作用，但是具体分子机制尚不完全清楚。

来自中国科学院植物研究所的刘永秀研究员一直从事表观遗传和植物激素调控种子休眠和萌发的分子基础研究。2013年其研究组发现拟南芥SNL1能够结合组蛋白去乙酰化酶HDA19，调控组蛋白H3K9K18的乙酰化水平，影响基因转录。同时研究人员也发现SNL1/SNL2功能缺失影响脱落酸和乙烯相关基因的表达，增强了乙烯对脱落酸的拮抗作用，降低了种子休眠。这一研究成果公布在国际学术期刊Plant Cell杂志上。

在此基础上，研究组成员进一步发现SNL1/SNL2功能缺失导致生长素相关基因特别是AUX1的表达升高，增强了生长素在胚根的水平和分布，进而激活下游CYCDs介导的细胞分裂，提高了突变体种子萌发速率。

这一研究成果公布在Nature Communications杂志上，为利用分子辅助育种解决农业生产中存在的种子萌发不齐和穗萌发现象提供了理论基础。

此外，近期华中农业大学生命科学技术学院的研究人员通过比较全基因组关联分析，对水稻种子代谢与农艺性状的遗传基础进行了深入研究，发现并验证了多个新的控制水稻种子代谢物含量的候选基因。这些研究促进了作物代谢物遗传及生化调控的解析，提供了代谢与农艺性状关联的直接证据，同时提供了利用“交互功能基因组及代谢组”进行作物复杂性状解析的新手段。华中农大最新Nature子刊文章

种子大小也是是水稻产量构成的要素之一，长期以来一直是很多作物育种改良的重要目标。中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室储成才研究员和其合作者李家洋院士课题组通过对一水稻大粒显性突变体(Big grain1, Bg1-D)的研究，发现BG1编码一个受生长素特异诱导的早期响应的未知功能蛋白，在水稻茎和穗的维管组织中特异表达。有意思的是，BG1过表达株系生长素极性运输能力显著增强，并导致水稻籽粒显著增大。储成才，李家洋院士组最新PNAS文章

（生物通：万纹）

作者简介：

刘永秀，男，博士，研究员，博士生导师。

1971年11月出生于河北省元氏县，1993年和1996年在沈阳农业大学获学士和硕士学位，1999年在中国农业大学获博士学位。2000年至2002年在德国Technische Universität München进行客座研究。2002年至2009年在德国Max-Planck Institute for Plant Breeding Research 研究所进行博士后研究。现任中科院植物所研究员。迄今发表论著20余篇（部），SCI收录刊物论文10余篇。现指导博士后1名、博士生1名和硕士生3名。

主要研究工作：

主要从事表观遗传和植物激素调控种子休眠和萌发的分子基础研究。研究报道了编码拟南芥组蛋白H2B单泛素化连接酶的基因HUB1和HUB2，并探讨了其调控种子休眠和萌发的分子机理；此外，对转录延伸因子相关基因RDO2、ELF7和ELF8等调控休眠的分子机理进行了研究，发现这些转录延伸因子可能是种子发育后期细胞脱水染色体凝缩时维持基因克服核小体阻力高量转录的重要因素。目前主要利用突变体和自然变异QTL等分子遗传手段研究拟南芥水稻等种子休眠和萌发的分子机理。

原文摘要：

Arabidopsis seed germination speed is controlled by SNL histone deacetylase-binding factor-mediated regulation of AUX1

Histone acetylation is known to affect the speed of seed germination, but the molecular regulatory basis of this remains ambiguous. Here we report that loss of function of two histone deacetylase-binding factors, SWI-INDEPENDENT3 (SIN3)-LIKE1 (SNL1) and SNL2, results in accelerated radicle protrusion and growth during seed germination. AUXIN RESISTANT 1 (AUX1) is identified as a key factor in this process, enhancing germination speed downstream of SNL1 and SNL2. AUX1 expression and histone H3 acetylation at lysines……