香港浸会大学张建华教授和湖南农业大学叶能辉教授联合团队的一项最新研究，揭示了在花后适度土壤干旱条件下水稻茎鞘物质再转运的DNA甲基化的动态，表明水稻茎鞘DNA甲基化与基因表达在灌浆期的联系。相关成果近日发布在《植物生理学》杂志。
在水稻等作物中，茎鞘是一种暂时储存性的源器官，水稻开花前积累的茎鞘物质对水稻籽粒灌浆有很大贡献，花后适度的土壤干旱可以加速茎鞘物质再转运到籽粒，从而提高作物的产量。
但是，在灌浆过程中的茎鞘物质再转运的DNA甲基化的生物学意义尚不清楚。在本研究中，联合团队报道了水稻茎鞘中DNA甲基化的全基因组单碱基分辨图谱。在适度土壤干旱条件下水稻的灌浆过程中，联合团队观察到总体DNA甲基化的变化，且低甲基化区域多于高甲基化区域。调控DNA甲基化和去甲基化的基因都被上调，表明茎中DNA甲基化的变化是由DNA甲基化和去甲基化活性之间的拮抗作用调节的。
研究还发现，高甲基化水平和高基因表达水平的MYBS2转录因子抑制了转录因子MYB30表达，并可能增强了β-淀粉酶5（BMY5）的表达，从而促进了适度土壤干旱条件下水稻茎鞘中淀粉的降解。
此外，联合团队还预测到高甲基化和低表达水平的ERF24转录因子与脱落酸8-羟化酶1（ABA8OX1）之间存在相互作用，降低其表达，从而增加适度土壤干旱处理下茎鞘脱落酸的浓度。
相关论文信息：https://doi.org/10.1104/pp.20.00141
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