水稻Mi-2类染色质变构因子CHR729在表观遗传调控中的作用分析
批准号:
31301300
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
胡永峰
依托单位:
学科分类:
作物基因组及遗传学
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
赖艳、朱德艳、彭春雷、易庆平、范淑芳
中文摘要
水稻CHR729是一个Mi-2类染色质变构因子,它的突变会导致一系列的表型变化,影响各个水稻产量构成因素包括有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重,表明它可能参与调控水稻产量相关的基因的表达,因此研究CHR729的表观遗传调控的机理有助于这些产量相关基因的功能分析。我们此前的研究表明水稻CHR729可以通过其PHD结构域在体外结合H3K27me3,本项目一方面分析CHR729全基因组结合位点与全基因组H3K27me3的分布进行比较,并通过在水稻体内缺失PHD结构域或者降低水稻体内H3K27me3水平以后检测其结合染色质的情况来初步探明CHR729是否在体内有结合H3K27me3 的可能性;另一方面研究CHR729与另一个H3K27me3结合蛋白LHP1是否存在功能冗余。通过这方面的研究来初步阐明CHR729在H3K27me3介导的表观遗传调控过程中的作用。
英文摘要
Rice CHR729 is a Mi-2 subfamily chromatin remodeling factor, mutation of which leads to series of phenotypes. These phenotypes affect many constitution elements of rice yield including panicle number per plant, grain number per panicle, filled grain percentage and grain yield. This demonstrates that rice CHR729 might be involved in the regulation of rice yield related genes. Thus studying the mechanism of CHR729 in the epigenetic regulation may help to analyze the function of these genes. Our previous results have shown that rice CHR729 could bind to H3K27me3 via its PHD domain in vitro. In this project to verify if CHR729 could possibly bind to H3K27me3 in vivo the genome-wide binding sites of CHR729 will be investigated and then compared to genome-wide distribution of H3K27me3. We will also test if lack of PHD domain or reduced H3K27me3 levels in rice could have effects on the binding of CHR729 to chromatin. In addition, functional redundancy of CHR729 and LHP1 which is another H3K27me3 binding protein will be analyzed. From these results we could preliminarily clarify the role of CHR729 in the process of H3K27me3-mediated epigenetic regulation.
水稻CHR729是一个CHD3类的染色质变构因子,我们之前的研究表明CHR729可以调节H3K27me3和H3K4me3的修饰水平来调控基因的表达,在拟南芥中也有研究报道CHD3类基因PICKLE参与控制H3K27me3的修饰水平,最新文献报道拟南芥CHD1类基因CHR5与PICKLE的功能有相关性,另外水稻CHR729可能影响组蛋白变体H2A.Z的组装,这些研究为揭示水稻CHR729的功能奠定了基础。本项目对chr729突变体进行了深入分析,并重点研究它与H3K27me3和LHP1的关系,另外开展了水稻CHD1类基因CHR705、组蛋白变体H2A.Z和H3.3的功能分析。通过对chr729突变体叶片进行了RNA-seq分析,我们发现CHR729突变以后叶片中很多病原诱导或抑制基因的表达发生了变化,而且chr729突变体叶片中H2O2的含量升高,另外CHR729的表达受病原诱导,我们认为CHR729可能在抗病信号传导过程中起某种重要的作用;由于chr729的表型与油菜素内酯(BR)缺乏的表型很相似,因此我们检测了chr729突变体对于BR的响应,我们发现低浓度BR在黑暗和光照条件下均能促进chr729的生长,但是高浓度BR对生长抑制作用chr729表现的更为敏感,基因表达检测发现BR处理以后BR合成、信号传导以及细胞分裂相关基因在chr729中表达下降,我们推测CHR729可能参与BR合成的反馈调节;利用LHP1的抗体进行ChIP-seq实验,结果显示LHP1全基因组的结合与H3K27me3的分布有很好的重叠性,由于chr729突变体的遗传转化出现了问题,我们将CHR729全长cDNA融合标签转化了野生型植株,并进行了ChIP实验,准备送公司测序,待结果出来以后即可与LHP1的结合进行比较;CHR705的初步研究结果表明,它可能与拟南芥同源基因具有相似的功能,即调控植物胚的发育;利用H2A.Z的抗体完成了全基因组分布的检测,我们还制备了H3.3的抗体,获得了H3.3蛋白和H3.1蛋白融合标签的转基因植株,下一步将分析H3.3的全基因组分布。虽然CHR729调控基因表达的分子机制还没有弄清楚,但是通过本项目的研究,已经获得了较好的基础,下一步我们将利用上述获得的资源和信息开展深入的研究,全面的解析CHR729参与表观遗传调控的机制。
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Identification and expression analysis of rice histone genes
水稻组蛋白基因的鉴定及表达分析
DOI:
10.1016/j.plaphy.2014.11.012
发表时间:
2015-01-01
期刊:
PLANT PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY
影响因子:
6.5
作者:
[Hu, Yongfeng, Lai, Yan]
通讯作者:
Lai, Yan
Transcription regulation by CHD proteins to control plant development.
CHD 蛋白的转录调控控制植物发育
DOI:
10.3389/fpls.2014.00223
发表时间:
2014
期刊:
Frontiers in plant science
影响因子:
5.6
作者:
[Hu Y, Lai Y, Zhu D]
通讯作者:
Zhu D
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