中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所揭示核孔蛋白調(diào)控植物開花時間新機(jī)制

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物基因組選擇育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與之江試驗(yàn)室等研究單位合作研究，解析了核孔蛋白Nup107-160 亞復(fù)合物作為開花抑制因子FLC染色質(zhì)修飾的平臺參與植物開花時間調(diào)控的機(jī)制。相關(guān)研究成果于10月25日發(fā)表在《植物細(xì)胞（The Plant Cell）》上。

該研究進(jìn)一步完善了植物開花調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并為作物花期調(diào)控提供了潛在靶基因。該團(tuán)隊(duì)在研究擬南芥核孔蛋白的功能過程中，發(fā)現(xiàn)核孔蛋白Nup107-160亞復(fù)合物成員的突變體表現(xiàn)出不同程度的早花表型；此外，該亞復(fù)合物中一個成員蛋白的缺失會導(dǎo)致該亞復(fù)合物其他成員蛋白水平的大幅減少并影響細(xì)胞核的形態(tài)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該亞復(fù)合物在染色質(zhì)組蛋白修飾水平調(diào)控FLC的表達(dá)。通過蛋白互作分析發(fā)現(xiàn)，該亞復(fù)合物成員與組蛋白在核膜上相互作用，說明核孔蛋白與FLC的染色質(zhì)修飾密切相關(guān)?；蛉旧w定位試驗(yàn)進(jìn)一步表明，該亞復(fù)合物的組成蛋白Nup96基因突變會減少FLC基因位點(diǎn)在核膜附近的定位；此外，該亞復(fù)合物成員通過招募RNA聚合酶II到FLC染色質(zhì)上，促進(jìn)FLC基因轉(zhuǎn)錄。研究最終得出結(jié)論，核孔蛋白該亞復(fù)合物成員之間相互穩(wěn)定以維持完整的結(jié)構(gòu)，并將FLC染色質(zhì)固定在核膜孔附近，通過調(diào)控染色質(zhì)組蛋白修飾的方式改變FLC基因的轉(zhuǎn)錄水平。該研究揭示了核孔蛋白調(diào)控植物開花時間的新機(jī)制，為作物遺傳育種中開花期性狀的改良提供了新的理論依據(jù)。