我所科研人员在植物逆境响应与记忆表观遗传调控研究取得新进展

5月17日，《美国科学院院刊》（PNAS）在线发表了我所何祖华研究组与国内外合作完成的关于植物对逆境响应与记忆的表观遗传调控最新研究成果“Warm temperatures induce transgenerational epigenetic release of RNA silencing by inhibiting siRNA biogenesis in Arabidopsis”。该研究报导了高温解除转基因引起的转录后基因沉默并伴随着隔代记忆的分子机制（doi:10.1073/pnas.1219655110）。

全球气候变暖伴随植物生长发育行为变化，温度的波动会影响作物的产量，尤其高温对农作物生产造成了严重的威胁。因此，研究高温影响植物生长发育的机制的意义重大。但目前对于高温的研究大多集中在植物对极端高温（40-42℃）瞬间胁迫的反应上，植物体感受环境温度上升的分子机制尚不明确。

何祖华研究组在植物抗病性研究中，把拟南芥的油菜素受体BRI1与水稻免疫受体XA21组成的嵌合基因转化拟南芥后得到一系列内源BRI1基因共抑制的矮化表型，即转基因沉默(S-PTGS: sense-transgene induced post-transcriptional Gene Silencing)。他们发现环境温度从22oC升高到30oC可以完全抑制不同转基因引起的基因沉默。他们发现拟南芥内源小分子RNA，ta-siRNAs（trans-acting siRNA）也随着温度的升高明显降低。更有意思的是温度引起的PTGS解除在接下来的22oC种植后代中也能观察到，即表现出后代记忆的效应（图）。研究人员对其机制的研究表明高温可能通过促进SGS3蛋白的降解进而抑制双链RNA形成，从而解除PTGS并抑制ta-siRNA产生。提高SGS3蛋白水平可以抑制高温对PTGS的解除并降低后代记忆。这些发现揭示了温度与siRNA合成以及表观遗传之间的关系，对植物温度感应以及作物转基因改良等有重要的指导意义。

该工作得到了科技部、国家自然科学基金委等的支持。（刘军钟 供稿）