中文摘要
RNA介导的DNA甲基化(RdDM)是植物系统特有的表观遗传调控。siRNA参与DNA甲基化的发现,将RNAi和表观遗传学有机地结合起来。植物中,外源转基因沉默信号能有效地长距离传递,形成系统沉默。然而,内源基因沉默的信号传递却很有限,表明有负调控机制存在,也限制了RNAi 在农业生产的应用。利用可诱导沉默体系idPDSi,我们发现内源基因的系统沉默与转录水平基因沉默(TGS)关系密切。因为表观调控因子参与的RdDM是TGS途径的主要体现,所以本研究目标直指探索表观调控因子在植物内源基因沉默的信号传递上的作用机理。我们将利用idPDSi与RdDM突变体杂交,通过对杂交后代的遗传分子特征研究,阐明DNA甲基化和脱甲基化的动态可逆反应,对内源基因沉默信号传递可持续性的作用机制。旨在探讨表观调控因子除参与维持植物正常生长发育之外,如何对胁迫(如人为诱导内源基因沉默、作物改良)作出防御应答反应。
结题摘要
RNA介导的DNA甲基化(RdDM)是植物系统特有的表观遗传调控。植物中诱发高效的RNA沉默还包括siRNA和甲基化在靶序列上的漂移、沉默信号在细胞间和整株植物的扩散并产生由信号诱导的RNA沉默(非自主性沉默)。植物如何调控和避免内源蛋白编码基因的RNA沉默所知甚少。通过表达一个可诱导的外源沉默exo-IR序列(exo-Pdsi)诱导植物内源基因(PDS)的沉默,发现PDS的沉默不能传递到整个植株。进一步的研究发现,在依赖于DRD1-Pol V的RNA介导的DNA甲基化(RdDM)系列突变体中,PDS沉默表型增强。而且DRD1-Pol V介导的RdDM、以及甲基化的传递及其相关siRNA的产生、漂移等,都只作用于外源exo-Pdsi DNA,而不作用于内源PDS转录本。研究结果揭示了植物通过依赖于DRD1-Pol V 的RdDM途径,加强exo-IR的自我沉默,从而限制了内源基因的非自主性沉默。揭示了植物对编码基因正常表达自我保护的调控机制;解释了利用exo-IR序列作为内源编码基因的沉默诱导子常达不到预期的沉默效果的原因。
