晚霜凍是葡萄生產(chǎn)中普遍存在的氣象災害，危害葉片、花穗及嫩梢，導致減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)，給葡萄生產(chǎn)帶來巨大損失。研究葡萄對低溫脅迫的響應，將為防凍措施的制定提供理論依據(jù)。組蛋白H3第27位的賴氨酸三甲基化（H3K27me3）修飾是常見的染色質(zhì)修飾方式，在植物生長發(fā)育及脅迫應答中發(fā)揮著重要作用。目前葡萄中H3K27me3的修飾模式及其對低溫的應答還不清楚。

 

　　中國科學院武漢植物園聯(lián)合中國科學院植物研究所、湖北省農(nóng)科院、武漢市農(nóng)科院多位科研人員，選取常溫（26℃）和低溫（4℃）處理2 h和24 h的山葡萄（Vitis amurensis）葉片開展了ChIP-seq實驗，研究了全基因組水平H3K27me3的修飾模式、低溫下的變化以及對基因表達的影響。結果表明，約60%的H3K27me3修飾峰的長度區(qū)間為100～500 bp，均勻分布于基因區(qū)和基因間區(qū)；共在8368個基因區(qū)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)了H3K27me3修飾，占整個基因組注釋基因總數(shù)的26.3%；低溫處理早期（2 h）山葡萄葉片中H3K27me3水平變化較大，增強的修飾峰有2793個，減弱的有305個，分別對應2066和266個基因；低溫處理24 h后絕大多數(shù)（97.3%）變化的修飾峰恢復到處理前水平；H3K27me3發(fā)生變化的基因涉及分解代謝、細胞成分組織、表觀遺傳和DNA代謝等生物學過程，而H3K27me3修飾峰減弱的基因涉及脅迫應答、脂質(zhì)代謝與次生代謝產(chǎn)物合成等；基因表達與H3K27me3修飾水平關聯(lián)分析證實了在基因組水平上，H3K27me3修飾對基因的表達起抑制作用，其中啟動子、外顯子或編碼區(qū)下游區(qū)域的抑制作用明顯；但低溫下H3K27me3修飾變化的基因的表達并不完全受到此修飾的影響。

 

　　這些結果揭示了山葡萄中H3K27me3修飾在整個基因組層面的分布情況，解析了低溫下H3K27me3的變化及其對基因表達的影響，為探索山葡萄低溫應答過程提供了線索。研究成果3月8日在線發(fā)表于Horticultural Plant Journal。武漢植物園已畢業(yè)博士朱振飛為該論文第一作者，武漢植物園王青鋒研究員和辛海平研究員為通訊作者。本研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等項目的資助。

 

　　論文鏈接