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上海生科院揭示DNA甲基化對(duì)番茄果實(shí)成熟的重要作用

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上海生科院揭示DNA甲基化對(duì)番茄果實(shí)成熟的重要作用

摘要: 　　5月15日，美國(guó)科學(xué)院院刊（PNAS）在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)學(xué)習(xí)院植物逆境生物學(xué)學(xué)習(xí)中心朱健康學(xué)習(xí)組和郎曌博學(xué)習(xí)組題為　　Critical roles of DNA demethylation in the activation of ripening-induc ...

　　5月15日，美國(guó)科學(xué)院院刊（PNAS）在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)學(xué)習(xí)院植物逆境生物學(xué)學(xué)習(xí)中心朱健康學(xué)習(xí)組和郎曌博學(xué)習(xí)組題為

　　Critical roles of DNA demethylation in the activation of ripening-induced genes and inhibition of ripening-repressed genes in tomato fruit 的學(xué)習(xí)論文。該學(xué)習(xí)利用CRISPR/Cas 9技術(shù)獲得了番茄sldml2 的突變體植株，發(fā)現(xiàn)了番茄SlDML2 調(diào)節(jié)的DNA去甲基化不僅可以激活成熟需要的基因，同時(shí)還可以抑制成熟不需要的基因，在調(diào)節(jié)番茄果實(shí)成熟的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。
　　DNA甲基化是一種保守的表觀遺傳學(xué)標(biāo)記，在生物發(fā)育和環(huán)境應(yīng)答的過(guò)程中具有重要的調(diào)控作用。DNA甲基化和與之拮抗的DNA去甲基化過(guò)程相互平衡，動(dòng)態(tài)調(diào)控基因組DNA甲基化模式，任何一方的失調(diào)都會(huì)導(dǎo)致DNA甲基化模式的紊亂。目前DNA甲基化與果實(shí)成熟間的關(guān)聯(lián)和調(diào)控機(jī)制還知之甚少。有學(xué)習(xí)表明，DNA去甲基化可能參與到了番茄果實(shí)的成熟過(guò)程。在番茄果實(shí)的成熟過(guò)程中，DNA甲基化水平顯著降低，同時(shí)施用DNA甲基化的抑制劑可以加快果實(shí)成熟。但是DNA甲基化調(diào)控果實(shí)成熟的具體機(jī)制目前尚未證實(shí)。
　　在這項(xiàng)學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)人員利用CRISPR/Cas 9技術(shù)獲得了番茄


　　sldml2 的突變體，SLDML2 基因與擬南芥中的DNA去甲基化酶基因ROS1具有很高的同源性。由于該基因的失活，使得全基因組范圍內(nèi)的甲基化水平升高，誘導(dǎo)果實(shí)成熟的基因表達(dá)受到抑制，導(dǎo)致番茄果實(shí)不能正常成熟。進(jìn)一步學(xué)習(xí)表明，SlDML2 參與了成熟相關(guān)基因的激活表達(dá)，主要參與了色素合成和口味形成、乙烯生物合成及信號(hào)傳導(dǎo)途徑、細(xì)胞壁水解等途徑中。另外，令學(xué)習(xí)者意外的是，SlDML2介導(dǎo)的DNA去甲基化也抑制了果實(shí)成熟中并不需要的基因的表達(dá)，這些基因大多是參與光合作用及細(xì)胞壁合成的基因。這項(xiàng)學(xué)習(xí)不僅發(fā)現(xiàn)了SIDML2 基因的DNA去甲基化功能，而且揭示了DNA去甲基化在果實(shí)成熟發(fā)育過(guò)程中的重要作用，極有可能調(diào)控著果實(shí)成熟發(fā)育的精確度。該發(fā)現(xiàn)揭示DNA甲基化可能是轉(zhuǎn)錄因子和植物激素之外的第三個(gè)最重要的調(diào)節(jié)果實(shí)成熟因子，具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。
　　該工作由逆境中心和普渡大學(xué)共同完成，逆境中心郎曌博為第一作者，朱健康、郎曌博為共同通訊作者。該工作得到了中科院等經(jīng)費(fèi)的資助。



上海生科院揭示DNA甲基化對(duì)番茄果實(shí)成熟的重要作用  |  責(zé)任編輯：蟲子
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