摘要
染色质作为表观遗传的物质基础，能够形成多种不同的修饰状态，如DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑等等。这些表观修饰能够调控染色质的状态进而影响基因表达。本研究通过构建组蛋白H3特异位点赖氨酸突变成甲硫氨酸(K-M)的突变体，来分析组蛋白H3KnM突变后对植物生长发育产生的影响，并初步阐述其分子机理。 本课题主要研究H3.xK36M突变后对植物产生的影响，得出了以下几个结论： 1.通过对突变体进行表型筛选，发现在H3.xK36M-OE转基因植株中出现了植株矮小、早花及分枝多等多效型表型；在H3.yK27M-OE转基因植株中出现了植株小、早花及锯齿形叶片等多效型表型。有报道发现H3.xK36M-OE突变体与组蛋白H3K36甲基转移酶sdg8-2突变体具有类似的表型，sdg8-2突变体中影响开花以及分枝的关键基因在H3.xK36M-OE突变体中均出现了类似的表达量改变。 2.通过Westernblot实验发现H3.xK36M-OE突变体中H3K36M突变蛋白的增加，H3K36me3甲基化修饰明显减少。 3.为了进一步研究H3.xK36M-OE突变体导致多效型表型的原因，对H3.xK36M-OE突变体以及对照组H3.x-OE植株进行了RNA-seq以及全基因组范围的H3K36me2、H3K36me3和H3K36M的ChIP-seq分析。RNA-seq数据分析显示，H3.xK36M-OE突变体中很多具有转录因子活性、蛋白激酶活性的基因表达量均发生了变化，导致多种代谢途径和激素信号转导过程受到了影响。 4.ChIP-seq数据分析显示，H3.xK36M-OE突变体中H3K36me2修饰占据了对照组中H3K36me3甲基化修饰的位置，即突变体中H3K36me2无法正常被甲基化成H3K36me3；同时在这些发生修饰障碍的基因的核小体中出现了H3K36M突变蛋白，即H3K36M突变蛋白的介入导致了该核小体中组蛋白H3K36me2无法转化形成H3K36me3。 5.BiFC以及pull-down实验发现组蛋白H3K36M与组蛋白H3K36甲基转移酶SDG8能够发生相互作用并稳定结合。
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