華南植物園研究揭示植物光響應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控機理
近日，中科院華南植物園的一項研究揭示了植物光響應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控新機理，為農(nóng)作物高產(chǎn)育種提供了重要的理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究發(fā)表在《植物細胞》上。
在高等植物中，光敏色素通過與一類bHLH轉(zhuǎn)錄因子——光敏色素互作蛋白（PIFs）相互作用、傳遞光的信號從而影響植物的生長發(fā)育。然而，對光敏色素互作蛋白如何調(diào)控下游光響應(yīng)基因，包括葉綠素合成及光合作用相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制尚不清楚。
對此，華南植物園農(nóng)業(yè)及資源植物研究中心劉勛成等人通過生物化學(xué)、表觀遺傳學(xué)和分子生物學(xué)等方法，證實一種PIF轉(zhuǎn)錄因子PIF3與組蛋白去乙酰化酶HDA15相互作用，共同調(diào)控光響應(yīng)基因的表達。
在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家們提出了植物光響應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的新機制。即在黑暗中，PIF3-HDA15蛋白復(fù)合體結(jié)合在光響應(yīng)基因的啟動子區(qū)域，抑制基因的表達；植物在照光后，光敏色素進入細胞核，引起PIF3-HDA15復(fù)合體的快速解體，解除HDA15對光響應(yīng)基因的抑制，從而促進基因轉(zhuǎn)錄起始。
該項研究揭示了植物葉綠素生物合成及光合作用的相關(guān)基因表達的分子機理，為農(nóng)作物的高產(chǎn)育種提供了重要的理論基礎(chǔ)。
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