扬州大学揭示水稻组蛋白去乙酰化酶OsHDA706提高水稻耐盐性的分子机制

以下文章来源于JIPB ，作者jipb

组蛋白乙酰化是表观遗传调控的主要方式之一，在植物生长发育和响应逆境胁迫过程中发挥重要作用(Kumar et al., 2021)。组蛋白乙酰化主要由组蛋白乙酰转移酶（HATs）和组蛋白去乙酰化酶(HDACs)共同催化调控，是一种动态可逆的修饰状态(Grunstein, 1997)。土壤盐胁迫作为植物最主要的非生物胁迫之一，严重影响植物的生长发育，更会导致农作物严重减产。解析HATs和HDACs介导的组蛋白乙酰化动态变化在植物响应盐胁迫中的作用，不仅可以阐明植物对盐胁迫响应表观遗传的调控机制，同时也为培育农作物耐盐品种提供理论依据。

JIPB近日在线发表了扬州大学龚志云课题组题为“Histone deacetylase OsHDA706 increases salt tolerance via H4K5/K8 deacetylation of OsPP2C49 in rice”（https://doi.org/10.1111/j‍ipb‍.13470）的研究论文。该研究发现水稻中一个RPD3/HDA1家族的组蛋白去乙酰化酶OsHDA706能够特异去除组蛋白H4乙酰基，并通过调控H4K5ac和H4K8ac修饰降低2C类蛋白磷酸酶基因OsPP2C49的表达，从而提高水稻的耐盐性。

图. OsHDA706通过H4K5ac和H4K8ac影响OsPP2C49的表达正调控水稻耐盐性

龚志云课题组研究发现OsHDA706在叶片中高表达，并且受盐胁迫诱导，其蛋白定位于细胞核和细胞质中，能够特异性去除组蛋白H4上的赖氨酸乙酰化(H4K5ac和H4K8ac)。通过基因编辑技术获得了OsHDA706的两个敲除突变体(oshda706-1和oshda706-2)，发现该基因功能缺失后，导致植株对盐胁迫高度敏感。RNA-seq和荧光定量分析发现，盐胁迫处理后2C类蛋白磷酸酶基因OsPP2C49表达显著降低，但在oshda706-2中的表达水平显著高于野生型。ChIP-seq分析表明盐胁迫下OsPP2C49基因上H4K5ac和H4K8ac修饰富集水平明显降低；进一步ChIP-qPCR分析发现在oshda706-2突变体中OsPP2C49启动子区域的H4K5ac和H4K8ac出现显著富集，暗示OsPP2C49可能是OsHDA706响应盐胁迫的下游靶基因。构建了OsPP2C49的敲除和过表达株系，证明OsPP2C49负调控植株耐盐性。以上研究结果为解析组蛋白乙酰化调控植物响应盐胁迫的表观遗传机制提供了理论基础。

龚志云课题组近年来在水稻组蛋白酰化修饰研究中取得了一系列进展，揭示了水稻中多种组蛋白酰化在基因表达调控和逆境响应中的作用(Liu et al., 2018; Xue et al., 2018; Liu et al., 2019; Xue et al., 2020)。这篇论文进一步揭示了组蛋白乙酰化动态调控在水稻响应盐胁迫中的重要意义。博士生刘凯和硕士生陈积金为该论文的第一作者，龚志云教授、周勇教授和薛超博士为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和江苏省种业振兴揭榜挂帅项目等资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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