Plant Journal | 周道绣组揭示组蛋白去乙酰化酶在植物热响应中的功能

原文：Bioart植物

报道：景杰学术

全球变暖是人类正在面临的一个十分严峻的环境问题。环境温度升高影响植物生长、结构、生物量以及产量形成，也会影响植物的多样性。植物体进化出复杂的调节机制，通过热形态建成（thermomorphogenesis）来适应升高的环境温度【1】。如，bHLH转录因子PIF4（PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR 4）是热形态建成信号传导的中心因子，PIF4可以通过生长素合成以及油菜素甾醇等介导热诱导的下胚轴伸长【2】。

此外，越来越多的证据表明，表观遗传调控在植物热响应中起重要作用。PKL（PICKLE，一种ATP依赖的染色质重塑因子）可以控制拟南芥热诱导的下胚轴生长，PKL可以影响组蛋白H3 Lys 27 （H3K27me3）在IAA19（INDOLE‐3‐ACETIC ACID INDUCIBLE 19）和IAA29基因座中的三甲基化水平并调节它们的表达【3】。而作为染色质修饰的高度动态和可逆过程，组蛋白乙酰化由组蛋白乙酰转移酶（HATs）和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）控制并且在植物快速适应环境的过程中发挥关键作用【4】。HDAC已经被证明参与调控植物生长、开花、衰老以及光形态建成等过程，但是HDAC在植物热响应过程中的功能尚不明确。

近日，巴黎第十一大学/华中农业大学周道绣教授研究组在Plant Journal在线发表了一篇题为Arabidopsis histone deacetylase HDA15 directly represses plant response to elevated ambient temperature的研究论文，揭示了HDAC在植物热响应过程中的功能。

该研究发现，三种HDAC（HDA9，HDA15和HDA19）参与拟南芥的热形态响应。hda15 -1突变体幼苗表现出增强的热响应，而hda9和hda19突变体对温度升高的响应不敏感。进一步分析表明，HDA15，HDA9和HDA19在基因表达和植物对环境温度的反应中具有不同的功能。HDA15是植物热响应过程的直接阻遏因子，而HDA9和HDA19间接的促进热响应。该研究还发现，HDA15与转录因子HFR1（long Hypocotyl in Far Red1）相互作用以协同抑制温度响应。此外，该研究表明HDA19通过调节应激反应基因的表达来调控植物温度响应，HDA19可能参与整合低光和温度信号以调节下胚轴伸长。

总之，该研究表明不同组蛋白去乙酰酶在全基因组基因表达和植物对环境温度升高的响应中具有不同的功能，其中HDA15抑制植物的热响应。