西北农林科技大学等单位揭示黄瓜果实细胞增殖的表观遗传调控机制

植物器官的发育取决于精细的生长调控。组蛋白去乙酰化酶（HDACs）通过形成具有不同调节亚基的多种共抑制因子复合物来实现其在特异的组织或细胞中的功能，调节特异靶标基因的表达。其中，HISTONE  DEACETYLASE COMPLEX 1 （HDC1）作为核心与HDAC复合物的多个组成蛋白相互作用，调节植物的器官大小。然而，这一调节机制仍不甚清楚。

近日，Plant Physiology在线发表了西北农林科技大学园艺学院、中国农业科学院蔬菜花卉研究所和中国农业大学园艺学院等5家国内单位合作的研究论文Genome-wide Target Mapping Shows Histone Deacetylase Complex 1 Regulates Cell Proliferation in Cucumber Fruit 的研究论文，揭示了黄瓜果实细胞增殖的表观遗传调控机制。

 

黄瓜（Cucumis sativus L.）是研究瓠果果实形态建成的重要模式体系。该研究鉴定了一个黄瓜短瓜突变体（sf2），其细胞增殖受到抑制。SF2编码了一个拟南芥 histone deacetylase complex 1 (HDC1)的同源蛋白，其主要在分生组织中表达，这与其通过HDAC复合体调节细胞增殖的作用相一致。在sf2突变体中，SF2第 515 位的甘氨酸(G)突变为谷氨酸(E)，导致SF2在全基因组水平的结合能力减弱，组蛋白乙酰化水平升高。全基因组水平比对分析表明，SF2直接靶向并促进多种植物激素途径和细胞周期调控关键基因的组蛋白去乙酰化，并在细胞增殖过程中抑制或激活它们的表达。进一步研究表明，SF2通过直接靶向细胞分裂素（CK）和多胺的生物合成与代谢来控制果实细胞增殖。

该研究结果揭示了HDC1介导的果实细胞增殖的复杂调节网络，并解析了HDC1介导的基因表达调控模型。这些发现有助于我们对组蛋白去乙酰化调节在细胞增殖和果实形态建成中的作用有更加深入的理解，研究结果也有望应用到葫芦科作物的遗传改良中，具有比较重要的实践意义。

 

该研究论文的第一署名单位是西北农林科技大学园艺学院，西北农林科技大学园艺学院博士研究生张震为论文第一作者，中国农业科学院蔬菜花卉研究所杨学勇为本论文的通讯作者，中国农业科学院蔬菜花卉研究所杨学勇和中国农业大学园艺学院林涛为本论文的co-senior authors。该课题得到国家自然科学基金的支持。