组蛋白脱乙酰化酶HDA6和HDA19参与植物生长发育的表观遗传机制研究

Histone modifications such as histone deactylation play an important role in the epigenetic regulation of gene expression. Our recent studies found that RPD3-type histone deacetylase HDA6 and HDA19 were involved in flowering time controlling,leaf development and embryogenesis. However, the molecular mechanisms of how HDA6 and HDA19 are involved in plant developmental processes are not clear. To better understand these mechanisms, we will analyze the gene regulation network and the direct target genes of HDA6 and HDA19, identify the interaction proteins and protein complexs of HDA6和HDA19, and reveal the role of HDA6 and HDA19 in mediating histon modifications during plant development. These studies will enhance our understanding of how epigenetic modifications modulate plant gene expression in plant grwoth and development, which may ultimately be applicable in improvement of agricultural productivity.

组蛋白脱乙酰化酶（HDAC）介导的组蛋白修饰是基因表达表观遗传调控的重要方式。我们近期的研究结果表明，拟南芥RPD3型组蛋白脱乙酰化酶HDA6和HDA19参与植物开花，叶片形成及胚胎发育等生长发育过程，然而对于其表观遗传分子机理及其调控的网络并不清楚，本项目主要进行以下研究：（1）研究比较HDA6和HDA19参与调控生长发育的靶基因及基因调控网络；（2）研究HDA6和HDA19相互作用的蛋白及蛋白质复合体组成成分；（3）鉴定HDA6和HDA19在植物生长发育过程中对组蛋白修饰的影响及组蛋白修饰相互之间的关系。通过上述研究，阐明RPD3组蛋白脱乙酰化酶在植物生长发育过程中参与基因表达调控的分子机制，揭示植物生长的表观遗传机制，并有助于为植物的改良提供新的思路。

组蛋白去乙酰化酶（HDAC）介导的组蛋白修饰是基因表达表观遗传调控的重要方式。本研究项目主要已拟南芥组蛋白去乙酰化酶HDA6为重点，取得了如下研究结果：⑴ HDA6与组蛋白甲基转移酶SUVH4、5和6相互作用，通过调控转座子组蛋白的乙酰化和H3K9me2水平共同调控转座子的表达。另外，质谱鉴定发现HDA6 S427 和S429残基存在磷酸化修饰，该修饰对HDA6与SUVH5相互作用和HDA6的酶活性至关重要。⑵ HDA6与HDA5、FVE和FLD形成复合体共同直接调控FLC表达，调控拟南芥开花，同时RNA-seq发现出开花基因外，HDA6和HDA5还共同调控一系列其他基因，说明还HDA6和HDA5还共同参与其他生理过程。通过上述研究，我们对组蛋白去乙酰化酶在植物生长发育过程中参与基因表达调控的分子机制有了深入了解，同时植物HDAC的翻译后修饰和不同组蛋白修饰之间的为我们最终解析组蛋白去乙酰化酶的分子机制提供新的思路。