COMPASS-like复合物调控水稻营养生长向生殖生长的转变

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开花是植物从营养生长向生殖生长转变的过程,这一过程由外界的环境因素和内在的遗传因素共同调控。植物能否在适当的时间开化,决定其能否将生命成功的延伸至下一代。水稻是我国乃至世界的主要粮食作物之一,养育着世界近三分之一的人口,而水稻的开花时间,不仅影响着水稻产量,而且影响着粮食的安全,具有重要的理论研究意义和实际应用价值。  本研究从水稻COMPASS-like复合物入手,通过遗传、生化和分子生物学的方式,阐述了COMPASS-like的表观修饰功能在水稻生长、发育过程和开化时间中的调控作用。具体结果如下:  (1)水稻SDG723与拟南芥的ATX1具有高度的同源性,利用35S::SDG723转化atx1突变体能够很好的互补atx1的表型,表明二者是直系同源基因。  (2) SDG723的T-DNA插入突变体在长日照下具有明显的晚花表型,通过RNAi(RNA interference)将SDG723敲除后,得到的SDG723RNAi植株的表型与T-DNA插入突变体表型一致。  (3)通过酵母双杂交的筛选,结合BIFC和Pull down的方法,我们找到SDG723能特异的与OsWDR5a结合,而且二者的结合是通过SDG723上的win motif而实现的。  (4)将SDG723和OsWDR5a与GFP融合,转化水稻。亚细胞定位显示,SDG723与OsWDR5a能够共定位于细胞核中,而且OsWDR5a在胞质中也有表达。  (5)体外的Pull down结果显示,OsWDR5a能特异的结合组蛋白H3。  (6)通过体外酶活研究显示,OsWDR5a能显著的促进SDG723的甲基化转移酶活性。  (7) OsWDR5a的T-DNA插入突变体纯和致死,且致死发生在受精后灌浆早期。利用Ubqutin::WDR5a转化oswdr5的T-DNA插入突变体,可以将致致死的表型互补。  (8)将OsWDR5通过RNAi敲除后,得到的OsWDR5RNAi植株与SDG723RNAi表型相似,在长日照下表现出晚花的表型  (9)通过长日照下每4个小时取样,连续取样24h,荧光定量检测开花通路基因的转录情况。结果发现,开花基因在SDG723RNAi和WDR5RNAi具有上调或下调的一致性,二者表达水平的降低大大下调开花通路关键基因EHD1、RTF1和EHD3a的表达。
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