《植物春化起始的分子機制及新作用因子挖掘》是依託清華大學，由孫前文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：植物春化起始的分子機制及新作用因子挖掘
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：孫前文
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
春化是促進冬性植物開花的重要途徑，在擬南芥中春化可導致FLC基因發生沉默。目前已知這一過程需要多種成分參與，包括長鏈非編碼RNA COOLAIR、 COLDAIR以及多梳族蛋白複合體PHD-PRC2等。它們通過調節H3K36me3和H3K27me3修飾水平發揮作用。已知春化過程中最早發生的事件包括H3K36me3修飾水平下降和COOLAIR表達水平上調，但啟動春化的具體調控機理尚不清楚。本項目將通過分析（1）組蛋白H3K36me3甲基轉移酶活性在春化早期是否被抑制；（2）尋找在春化早期發揮作用的H3K36me3去甲基化酶；和（3）COOLAIR如何協助春化早期H3K36me3去甲基化過程來控制FLC基因的沉默等三方面來解析春化早期H3K36me3去甲基化的發生機制並尋找這一過程中新的作用因子。實施本項目將在植物表觀遺傳學包括組蛋白修飾和長鏈非編碼RNA調控機理方面產生新理論，並可望指導農業生產。
結題摘要
模式植物擬南芥的春化途徑通過低溫穩定抑制FLC基因表達從而促進開花。在該項目的支持下，本組發現內含子中的轉座子在調控宿主基因FLC表達以及春化起始過程中發揮重要功能，並取得以下重要研究成果：（1）通過正向遺傳篩選，我們發現RNA聚合酶VI和V對維持FLC正常表達至關重要；（2）在RNA聚合酶VI和V功能缺失的突變體中，內含子中的轉座子介導的非正常轉錄起始導致產生非正常的FLCTE轉錄本；（3）RNA聚合酶VI和V通過在內含子中建立DNA甲基化和H3K9二甲基化來抑制轉座子介導的非正常轉錄起始；（4）我們發現RNA介導的DNA甲基化途徑（RdDM pathway）抑制內含子轉座子介導的非正常轉錄起始這個機制在擬南芥基因組普遍存在；（5）維持FLC內含子中的轉座子異染色質狀態使得植物正常回響春化，以及低溫春化可以抑制FLCTE轉錄本產生。這些結果表明，內含子轉座子可以通過調控基因的轉錄起始來影響植物對春化的回響，拓展了學界對植物春化起始機制的認識。
