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WHIRLY1 recruits the histone deacetylase hda15 repressing leaf senescence and flowering in Arabidopsis

Journal of Integrative Plant Biology 2022年第7期64卷 1411-1429页

作者： Dongmei Huang Wei Lan Weibo Ma Rulin Huang Wenfang Lin Mengsi Li Chia-Yang Chen Keqiang Wu Ying Miao Fujian Provincial Key Laboratory of Plant Functional Biology College of Life SciencesFujian Agriculture and Forestry UniversityFuzhou 350002China Institute of Botany College of Life SciencesTaiwan UniversityTaibei 106China

Leaf senescence is controlled by a complex regulatory network in which robustness is ensured by the activity of transcription factors and epigenetic ***,how these coordinate the process of leaf senescence remains poorly *** found that WHIRLY1 interacts with Histone Deacetylase(hda)15,a Reduced Potassium Dependence3(RPD3)/hda1-type hda,by using green fluorescent protein-nanotrap-mass spectrum *** development-dependent interaction between WHIRLY1 and hda15 was further confirmed by bimolecular fluorescence complementation assays and co-immunoprecipitation assays in ***-omics genome-wide transcriptome and H3K9 acetylome enrichment analysis showed that hda15 delays leaf senescence and flowering by repressing the expression of the positive regulators of leaf senescence and flowering,such as LOX2 and LARP1 C,and reducing H3K9 ac levels at these loci;WHIRLY1 and hda15 co-target to the region near the transcription start site of a subset of nutrient recycling-related genes(e.g.,Glutathione S-transferases 10,non-coding RNA,and photosystem II protein D1 synthesizer attenuator PDIL1-2),as well as WRKY53 and ELF4,and co-repress their expression by removing H3K9 *** study revealed a key transcription regulatory node of nutrient recycling and senescence-associated genes involved in leaf senescence and flowering via the recruitment of hda15 by the single-stranded DNA/RNA-binding protein WHIRLY1.

关键词： flowering hda15 H3K9 acetylation leaf senescence multi-omics analysis WHY1

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华南植物园“拟南芥组蛋白脱乙酰化酶基因hda15在调控植物种子萌发中的应用”获发明专利

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粮油与饲料科技 2020年第1期 45-45页

1月9日获悉,由中国科学院华南植物园刘勋成等科研人员完成的"拟南芥组蛋白脱乙酰化酶基因hda15在调控植物种子萌发中的应用"获得国家发明专利授权。该发明的拟南芥组蛋白脱乙酰化酶基因hda15编码的hda15是RPD3/hda1亚家族的成员,其作为... 详细信息

1月9日获悉,由中国科学院华南植物园刘勋成等科研人员完成的"拟南芥组蛋白脱乙酰化酶基因hda15在调控植物种子萌发中的应用"获得国家发明专利授权。该发明的拟南芥组蛋白脱乙酰化酶基因hda15编码的hda15是RPD3/hda1亚家族的成员,其作为负调控因子参与了PHYB介导的光

关键词：组蛋白脱乙酰化酶 hda15 种子萌发华南植物园拟南芥发明专利

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拟南芥FRS6和FRS8调控下胚轴伸长的分子机制

拟南芥FRS6和FRS8调控下胚轴伸长的分子机制

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作者：梁冉山东农业大学

学位级别：硕士

拟南芥FRS（FAR1-related sequences）蛋白家族包含FHY3和FAR1以及FRS1至FRS12共14个家族成员。FRS蛋白家族的序列具有高度同源性以及含有保守的二级结构域,其家族成员具有核定位信号和卷曲螺旋结构域,并且在莲座叶、茎生叶、花序茎和... 详细信息

拟南芥FRS（FAR1-related sequences）蛋白家族包含FHY3和FAR1以及FRS1至FRS12共14个家族成员。FRS蛋白家族的序列具有高度同源性以及含有保守的二级结构域,其家族成员具有核定位信号和卷曲螺旋结构域,并且在莲座叶、茎生叶、花序茎和花等组织中表达,参与调节植物的生长发育。前人研究发现,拟南芥FRS6和FRS8可能负调控开花时间,但是下游靶基因和潜在的分子机制尚不清楚。本研究通过观察FRS6和FRS8的突变体（frs6、frs8、frs6 frs8）和FRS6过表达株系（FRS6-OE-L1、FRS6-OE-L3）的表型,未发现如文章报道明显开花表型,但是发现frs6、frs8和frs6 frs8具有短下胚轴表型,FRS6-OE-L1和FRS6-OE-L3具有长下胚轴表型,在此基础上利用分子生物学和生物化学等方法探究FRS6和FRS8在下胚轴伸长过程中的作用机制,主要结果如下:亚细胞定位发现FRS6和FRS8定位细胞核;GUS染色发现在拟南芥幼苗时期FRS6和FRS8主要在根、子叶叶脉和尖端以及下胚轴中表达,在成苗时期主要在茎、叶片尖端、花及叶柄中表达。表型观察发现,无论长日照还是短日照,与野生型Col-0相比,frs6、frs8和frs6 frs8下胚轴短,而FRS6-OE-L1和FRS6-OE-L3下胚轴长。经不同光质处理发现,红光处理较白光处理表型差异更明显,而远红光与蓝光处理,下胚轴长度无明显差异,表明FRS6和FRS8通过响应红光信号转导途径正调控拟南芥下胚轴伸长过程。酵母双杂交实验发现FRS6与FRS8能够形成同源或异源二聚体,但不与红光受体phyB相互作用;酵母筛库发现HISTONE DEACETYLASE 15（hda15）与FRS6和FRS8相互作用,并通过酵母双杂交实验验证。前人研究表明,红光条件下,hda15是下胚轴伸长的负调控因子,因此hda15与FRS6和FRS8可能在响应红光信号转导途径调控拟南芥下胚轴伸长过程中起相互拮抗作用。施加生长素（IAA）和生长素抑制剂（NPA）后,与野生型Col-0相比,frs6、frs8、frs6 frs8和FRS6-OE-L1和FRS6-OE-L3下胚轴长度变化量无明显差异;施加GA后FRS6-OE-L1和FRS6-OE-L3下胚轴有明显伸长,施加PAC后其下胚轴伸长受到明显抑制。赤霉素合成相关基因在FRS6-OE--L1和FRS6-OE--L3中表达上调,在frs6中表达下调。酵母单杂交实验证实FRS6和FRS8能够结合赤霉素合成基因GA20OX4启动子,表明FRS6和FRS8可能通过调节赤霉素合成基因的表达调控下胚轴伸长。综上所述,拟南芥FRS6和FRS8在植物生长发育过程中发挥重要作用。FRS6和FRS8定位于细胞核,两者相互作用,与hda15结合,红光下相互拮抗调节植物下胚轴伸长。同时,FRS6和FRS8结合GA20OX4启动子参与赤霉素合成,调控下胚轴伸长。对FRS6和FRS8的研究,有利于理解下胚轴伸长的调节机制,同时为FRS蛋白家族其它成员的功能探究提供新的思路。

关键词：拟南芥 FRS6 FRS8 hda15 GA20OX4 下胚轴赤霉素信号

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