蛋白质精氨酸甲基转移酶SKB1调控拟南芥根尖干细胞维持和分化的分子机制

干细胞是植物发育源泉，是发育调控的信号中心。研究干细胞维持和分化的分子机制是揭示植物生长发育控制这一重大科学问题的关键。我们前期的研究发现，蛋白质精氨酸甲基转移酶SKB1可以通过对称性双甲基化修饰植物开花发育过程中顶端分生组织干细胞向花序分生组织分化过程中重要的调控因子FLC，来调控植物的开花时间；已有的研究也显示，SKB1对根器官的发育也有调控作用。本项目拟运用遗传学、细胞生物学及分子生物学等方法，确定SKB1介导的组蛋白H4R3sme2表观遗传修饰在根尖干细胞维持和分化中的作用；分析skb1突变体中根尖干细胞调控中心QC和干细胞分化相关因子的表达变化，明确SKB1是通过哪条途径、何种方式调控根尖干细胞的维持和分化，从而揭示SKB1介导的组蛋白甲基化修饰在拟南芥根尖干细胞维持和分化中的调控机制。通过本项目的研究，将进一步完善植物干细胞维持分化和分化的调控网络。

干细胞是植物发育源泉，是发育调控的信号中心。研究干细胞维持和分化的分子机制是揭示植物生长发育控制这一重大科学问题的关键。我们前期的研究发现，蛋白质精氨酸甲基转移酶SKB1可以通过对称性双甲基化修饰花序分生组织分化过程中重要的调控因子FLC，来调控植物的开花时间；已有的研究也显示，SKB1对根器官的发育也有调控作用。本项目的研究分析了SKB1在拟南芥中的表达模式和蛋白的亚细胞定位，发现SKB1主要在植物体幼嫩的组织器官中表达，且SKB1主要在细胞质中定位；发现skb1突变体中主根生长受到抑制是SKB1通过调控根尖G2/M细胞周期来实现的；发现skb1突变体主根变短并不是通过调控根尖干细胞关键基因来实现调控作用的； skb1突变体中DNA损伤关键基因WEE1的表达明显升高，表明DNA损伤后，SKB1可以通过调节QC细胞和SHR蛋白的表达影响根尖干细胞的维持与分化。通过本项目的研究，进一步完善了植物干细胞维持分化和分化的调控网络。