拟南芥AtHAP5s影响组蛋白甲基化修饰参与开花调控的研究

Flowering is the vital development process in plants, and it has major impacts on agricultural traits of crops. In Arabidopsis, epigenetics play important roles on plant flowering control. However, the detailed mechanism how epigenetic control is involved in flowering process still remains elusive. Previous studies showed that AtHAP5 family genes (AtHAP5s) mediate flowering time in Arabidopsis. According to our preliminary results, AtHAP5c directly regulates flowering integrator SOC1 gene expression. Furthermore, AtHAP5c may affect SOC1 chromatin H3K27me3 deposition through protein interaction with PRC2 complex. Accordingly, this study will focus on: (1) The investigation of the underlying mode in which AtHAP5s regulate flowering time SOC1 gene expression; (3) The mechanism of the interaction between AtHAP5s and PRC2; (3) The regulatory mode of AtHAP5s-mediated H3K27me3 modification on flowering time gene SOC1 chromatin. Taken together, this study will shed light on the role of AtHAP5s on flowering control and provide further understandings on the epigenetic molecular mechanism of plant growth and development.

开花是植物关键的发育过程，与许多重要农艺性状相关。在拟南芥中，表观遗传调控在开花过程中起着重要的作用。然而，表观遗传因子如何参与植物开花过程的具体分子机制仍需深入探讨。研究表明，AtHAP5家族基因（AtHAP5s）参与拟南芥的开花调控。我们前期工作发现， AtHAP5c直接调控开花整合因子SOC1的基因表达，并可能通过与PRC2亚基互作影响SOC1染色质组蛋白甲基化的沉积，调控植物的开花过程。在此基础上，本项目拟通过研究：（1）AtHAP5s基因调控SOC1转录的作用模式；（2）AtHAP5s与PRC2的蛋白互作及功能；（3）AtHAP5s介导SOC1染色质组蛋白H3K27me3修饰的作用模式。以期阐明AtHAP5s与PRC2互作并参与开花基因组蛋白甲基化调控的分子机制。深入解析AtHAP5s 如何通过影响组蛋白甲基化修饰参与开花基因的转录调控，为植物发育的表观遗传调控机制提供理论基础。

开花是植物发育的关键过程，也是重要农艺性状。研究表明，表观遗传调控在植物开花过程中起着重要作用。然而，表观遗传因子如何参与开花过程的具体分子机制仍需深入探讨。研究表明，拟南芥AtHAP5s（NF-YC）家族基因参与拟南芥的开花调控。我们前期工作发现，NF-YC直接调控开花整合因子SOC1的基因表达，并可能通过与PRC2亚基互作影响SOC1染色质组蛋白甲基化的沉积，调控植物的开花过程。在此基础上，本项目通过研究：NF-YC基因调控SOC1转录的作用模式；NF-YC与PRC2的蛋白互作及功能；NF-YC介导SOC1染色质组蛋白H3K27me3修饰的作用模式。研究结果显示：NF-YC正调控SOC1基因的转录表达；且NF-YC蛋白通过体内结合SOC1-5区域的DNA位点激活SOC1基因；开花表型上SOC1和CLF对NF-YC表现为遗传上位效应；NF-YC与CLF蛋白在植物体内和体外发现直接的相互作用，且NF-YC与CLF的互作并不影响其H3K27me3甲基转移酶活性；ChIP-Seq分析显示，NF-YC的H3K27me3分布变化与CLF相关。以上研究深入解析NF-YC参与开花调控的分子功能，阐明NF-YC通过与PRC2亚基蛋白CLF互作影响组蛋白甲基化修饰参与开花基因的转录调控机制，为植物发育的表观遗传调控机制提供理论基础。