华中农业大学周道绣课题组揭示组蛋白去乙酰化酶HDA710调控水稻盐胁迫耐受性

来源：植物生物学

植物对外界环境的响应通常与染色质状态有关，越来越多的证据表明，组蛋白修饰改变染色质结构，特别是组蛋白乙酰化，在基因表达和植物非生物胁迫响应的表观遗传调控中发挥重要作用。组蛋白去乙酰化酶（HDACs）调控参与植物应激响应的基本信号通路。在拟南芥中，HDA9与HD2D负调控盐胁迫响应[1, 2]，而HDA6与HD2C却发挥正调控作用[3, 4]。另外研究指出，拟南芥HDAC对盐度响应的正/负调控可能依赖于实验材料的遗传背景或实验条件，但其调控机制仍有待研究。ABA依赖的信号通路控制着胁迫应激反响应中所必需的基因表达变化，特别是盐胁迫响应。拟南芥HDACs在ABA介导的应激响应调控中尤为重要。然而，目前对水稻等作物中HDACs的功能还知之甚少。

近日，JIPB在线发表了华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室兼巴黎萨克雷大学植物科学研究所周道绣教授课题组题为“Histonedeacetylase HDA710 controls salt tolerance by regulating ABA signaling in rice”的研究论文。该研究发现组蛋白去乙酰化酶HDA710通过ABA信号通路调控水稻盐胁迫耐受性。

HDA710/OsHDAC2属于HDACRPD3/HDA1家族成员，在核与胞质均有定位，参与调节组蛋白H3和H4的乙酰化，在正常条件下特异性靶向H4K5和H4K16。HDA710的转录受干旱和盐胁迫的显著诱导，同时也受植物激素JA与ABA的诱导。表型分析显示，hda710敲除突变体植株耐盐性增强，ABA敏感性降低，而超表达HDA710转基因植株则具有相反表型（图1，2）。此外，ABA与盐胁迫应答基因，如OsLEA3，OsABI5，OsbZIP72，OsNHX1，在hda710突变体中的表达较对照显著上调。ChIP-PCR分析表明，这些胁迫应答基因在hda710突变体中的上调与相应基因启动子区H4乙酰化水平升高有关。

图1.hda710突变体盐胁迫耐受性增强

图2.hda710突变体对ABA不敏感

综上，HDA710介导的组蛋白去乙酰化有助于快速调控水稻中与ABA和盐胁迫响应相关的基因表达。该项工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划以及中央大学基础研究基金的资助。

参考文献：

1. Han Z, Yu H, Zhao Z,Hunter D, Luo X, Duan J, Tian L (2016) AtHD2D Gene plays a role in plantgrowth, development, and response to abiotic stresses in Arabidopsis thaliana.Front Plant Sci 7: 310

2. Zheng Y, Ding Y, Sun X, Xie S, Wang D, Liu X, Su L, Wei W,Pan L, Zhou DX (2016) Histone deacetylase HDA9 negatively regulates salt anddrought stress responsiveness in Arabidopsis. J Exp Bot 67: 1703-1713

3. Chen LT, Wu K (2010) Role of histone deacetylases HDA6 andHDA19 in ABA and abiotic stress response. Plant Signal Behav 5: 1318-1320

4. Luo M, Wang YY, Liu X, Yang S, Lu Q, Cui Y, Wu K (2012)HD2C interacts with HDA6 and is involved in ABA and salt stress response in Arabidopsis.J Exp Bot 63: 3297-3306