研究揭示水稻DELLA蛋白的表觀調控新機制

　　9月11日，華中農業大學作物遺傳改良全國重點實驗室、湖北洪山實驗室水稻團隊教授周道繡和趙毓課題組在國際期刊EMBO Journal在線發表了研究論文，揭示了水稻DELLA蛋白抑制基因表達的表觀調控新機制。

　　20世紀60年代以來，矮桿作物以其抗倒伏和收獲指數高等優勢，極大地增加了糧食產量。生長抑制因子DELLA蛋白的穩定性在谷物作物半矮化機制中起重要作用，DELLA蛋白是赤霉素信號途徑中的核心負調控因子，可以抑制赤霉素途徑的基因表達從而抑制植物生長。赤霉素作為“綠色革命”激素，通過泛素—蛋白酶系統來解除DELLA的抑制作用，進而促進植物細胞分裂和伸長、下胚軸和莖稈伸長等過程。然而，DELLA抑制赤霉素途徑基因表達的分子機制仍不清楚。

　　多梳蛋白復合物(PRC2)和去乙酰化酶（HDAC）這兩類染色質修飾因子都對基因表達起抑制作用，并且它們在植物生長發育和對環境適應性應答中都發揮著重要的作用，但二者是否參與赤霉素信號途徑以及其中的分子機制不清楚。

　　該研究發現，水稻DELLA蛋白SLR1與多梳抑制復合物PRC2、組蛋白去乙酰化酶HDA702等多個染色質修飾因子互作。DELLA作為赤霉素信號途徑的核心負調控因子，在抑制基因表達時需要多梳蛋白PRC2和去乙酰酶HDA702協同參與。

　　進一步研究發現，PRC2與HDA702也存在較強的相互作用，說明三者可能形成三元復合物來響應水稻中的赤霉素信號途徑。然而赤霉素處理并不影響PRC2和HDA702的蛋白穩定性，這些結果表明，在水稻體內赤霉素降解DELLA使得該三元復合體被破壞，PRC2和HDA702分別從赤霉素響應基因上解離，從而促進這些基因的快速表達。

　　本研究系統解析了DELLA抑制基因表達以及赤霉素快速激活基因轉錄的染色質修飾基礎，揭示了水稻赤霉素信號傳遞中的表觀調控新機制。