发布人:     发布日期: 2023-07-05    浏览次数:

染色质重塑主要包括围绕核小体的组蛋白修饰和染色质重塑蛋白介导的染色质构型调控。染色质重塑介导的基因转录表达调控是植物基因转录调控最重要的调控机制之一。然而，目前对于病原菌侵染诱导的寄主植物核小体动态变化及其与基因转录表达的关系尚不清楚。

 近日，南京农业大学农学院植物环境适应分子遗传研究课题组在Plant Physiology发表了题为“CHROMATIN REMODELING 11-dependent nucleosome occupancy affects disease resistance in rice”的研究论文，揭示了染色质重塑蛋白CHR11在水稻白叶枯菌Xoo（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）侵染诱导的全基因核小体排布及基因转录表达调控中的功能。

OsCHR11属于ISWI类染色质重塑蛋白，该类蛋白可利用水解ATP释放的能量调控染色质中DNA与核小体间的互作来重塑染色质，进而调控基因的表达。该研究利用CRISPR-Cas9基因编辑系统产生了OsCHR11的突变体。微球菌核酸酶全基因组MNase-seq分析发现，OsCHR11的突变及水稻白叶枯菌Xoo侵染均影响全基因组的核小体排布。OsCHR11的突变会造成全基因组14%位点的核小体占有率变化，证明OsCHR11是维持水稻全基因组核小体稳定的必需基因。同时，Xoo侵染显著减少全基因组水平的核小体占有率，暗示Xoo可能通过操纵寄主植物全基因组核小体排布来影响寄主基因的正常表达，进而抑制植物的抗病免疫反应。为了探究上述问题，该研究利用RNA-seq全基因组转录组分析，对Xoo侵染前后野生型及OsCHR11的突变体的基因转录表达进行了分析。分析发现OsCHR11的突变对Xoo诱导的寄主基因转录表达变化具有显著影响。进一步通过对Xoo诱导的及OsCHR11突变造成的全基因核小体排布变化与Xoo诱导的基因差异表达的关联性分析，证明二者均存在显著的关联性。最后，该研究通过对野生型和OsCHR11的突变体对Xoo的抗病性分析，发现OsCHR11突变可显著提高水稻对Xoo的抗病性。综上所述，该研究证明Xoo可通过OsCHR11降低全基因组的核小体排布来影响寄主基因的正常表达，进而抑制寄主的抗病性。

南京农业大学农学院已毕业博士生刘鹤和在读博士生李静为文章的共同第一作者，南京农业大学农学院邹保红副教授为通讯作者。美国康奈尔大学的Jian Hua教授对本研究提供了重要指导。南京农业大学交叉研究院/农学院的王帅博士也参与了该研究。美国康奈尔大学的Qi Sun研究员和南京农业大学的吴玉峰教授、张文利教授和宋从凤教授等在组学数据分析及病原菌接菌等工作中提供了重要帮助。研究得到了国家自然科学基金面上项目、国家重点实验室开放课题等项目资助。

全文链接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiad381/7219173