New Phytologist|我室陈香嵩课题组解析植物耐高温的染色质调控机制

近日，New Phytologist在线发表了杂交水稻全国重点实验室陈香嵩课题组题为 “Plant-specific histone deacetylases associate with ARGONAUTE4 to promote heterochromatin stabilization and plant heat tolerance” 的研究论文。该研究揭示了植物在染色质层面调控高温胁迫响应的机制。

随着全球变暖和极端天气频发，研究植物响应高温的机制对于农业生产至关重要。植物对于高温的响应发生在细胞的各个层面，其中染色质层面的相关研究仍较少。该研究发现，高温导致植物异染色质解聚，同时伴有组蛋白高乙酰化和DNA低甲基化。植物特有的组蛋白去乙酰酶HD2B和HD2C的双突变体在正常件下表现出的组蛋白高乙酰化和DNA低甲基化，但异染色质结构不受影响。但是在高温胁迫条件下，hd2b hd2c双突变体更加敏感，并且表现出更加严重的异染色质解聚。因此，HD2B/C正向调控植物高温胁迫下异染色质的稳定性。

进一步研究显示，HD2B、HD2C可以与RdDM途径中的关键蛋白AGO4相互作用。全基因组甲基化测序发现，HD2B/C和AGO4共同调控的CHH甲基化位点大多受高温胁迫的影响，表明HD2B和HD2C可能通过AGO4调节响应热胁迫的CHH甲基化。核质分离实验表明HD2B和HD2C可能通过促进AGO4在细胞核中的蛋白积累来促进DNA甲基化的维持。

综上所述，该研究揭示了植物特有的组蛋白去乙酰化酶HD2B/C和AGO4介导的DNA甲基化途径之间新的相互作用，以及它们在调节植物热胁迫条件下染色质结构的新功能。实验室博士研究生杨芳芳为论文的第一作者，圣路易斯华盛顿大学Zhong Xuehua教授和武汉大学储昭辉教授参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金、湖北省重点研发计划和湖北省创新团队的资助。

原文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.18729