一个pectin methylesterase基因的表观遗传修饰激活了番茄根中的apoplastic铁再利用
Huihui Zhu1,2, Jiayi Wang1,2, Ru'nan Huang3
1Key Laboratory of Vegetable Biology of Yunnan Province, College of Landscape and Horticulture, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China.
Plant physiology
|March 20, 2024
概括
番茄Cnr epimutant在细胞壁中保留了多余的铁,这是由于pectin methylesterase (PME) 活性增加,导致缺铁. 对SlPME53的表观遗传修改调节了这一过程,为改善作物矿物营养提供了途径.
科学领域:
- 植物生物学 植物生物学
- 表观遗传学 在表观遗传学中,表观遗传学是指表观遗传学.
- 植物营养 植物营养
背景情况:
- 铁 (Fe) 稳态对于植物生长和发育至关重要.
- 番茄无色不成熟 (Cnr) 后代表现出改变的铁分布.
- 了解铁的再利用机制对于提高作物产量至关重要.
研究的目的:
- 为了研究Cnr番茄表剂中铁缩增加背后的机制.
- 阐明甲基聚酶 (PME) 活性和表观遗传修饰在铁平衡中的作用.
- 探索增强作物矿物营养的潜在策略.
主要方法:
- 全基因组双硫酸盐测序以确定表观遗传修饰.
- 对pectin甲基聚酶 (PME) 活性和pectin甲基聚化水平的分析.
- 对PECTIN METHYLESTERASE53 (SlPME53) 和METHYLTRANSFERASE1 (SlMET1) 的基因表达分析.
- 在野生型 (WT) 和Cnr番茄植物中对SlPME53进行基因操纵.
主要成果:
- 该Cnr表剂显示细胞壁pectin中铁的保留增加,与 PME活动升高有关.
- 在SlPME53内部区域的CG过甲基化被确定为关键的表观遗传修饰.
- 在WT植物中人工诱导SlPME53内高甲基化模仿了Cnr表型.
- 通过SlmET1介导的CG超甲基化积极调节SlPME53的表达,增加PME活性和pectin-Fe的保留.
结论:
- 在Cnr突变表观遗传调节SlPME53表达通过SlMET1-介导的CG高甲基化.
- 这种表观遗传调节会影响番茄根中的塑性铁池容量.
- 这些发现提供了通过对铁平衡的基因操纵来改善作物矿物营养的见解.
