鲍时来课题组《Plant Cell》解析植物环境适应机制

        近日中科院遗传与发育生物学研究所在新研究中证实蛋白质精氨酸甲基化转移酶SKB1是植物感知胁迫并协调发育过程的重要因子，从而深化了对植物适应环境的机制的认识。相关研究成果在线发表于2011年1月的《Plant  Cell》杂志上。

        中科院遗传与发育生物学研究所博士研究生张照亮为该文第一作者。文章的通讯作者是来自分子和发育生物学重点实验室的鲍时来博士，其早年毕业于安徽农学院，在中国科学技术大学获得博士学位后赴美进行博士后工作。该项目得到了国家自然科学基金项目、重大研究计划和973项目的资助。

        盐胁迫是最典型的非生物胁迫之一，严重影响植物的生长发育及农作物的产量。植物在长期的进化过程获得了高度完整的感知和响应盐胁迫的信号转导途径来协调植物的胁迫耐受及生长发育过程。目前我们对于植物如何感受土壤中盐浓度，进而通过调节生长发育过程以适应盐胁迫环境的分子机制还缺乏认识。  

        鲍时来研究组以模式植物拟南芥为材料，利用遗传学和生物化学等研究手段，揭示了蛋白质精氨酸甲基转移酶SKB1在植物耐受盐胁迫和生长发育过程中起重要作用。该研究发现SKB1的功能缺失导致拟南芥对盐胁迫的超敏感、生长迟缓及晚花等缺陷。SKB1的突变导致了植物丧失协调盐胁迫耐受和生长发育（比如开花时间）的能力，使植物一直处于胁迫响应状态而限制了植物的生长过程。在正常生长条件下，SKB1结合于RD29A、RD29B等胁迫响应基因及开花抑制基因FLC的染色质区并催化这些区域的组蛋白H4R3的对称性双甲基花，抑制这些基因的表达，以促进开花等发育过程；在受到盐胁迫时，SKB1从这些基因的染色质区离开，增加SKB1介导的mRNA剪接复合体中心蛋白LSM4的对称性双甲基化，从而使胁迫响应基因及开花抑制基因被诱导表达，同时增强了非生物胁迫响应基因及开花等生长发育相关基因的剪接。因此，植物通过改变SKB1介导的组蛋白H4R3的对称性双甲基化(H4R3sme2)和mRNA剪接复合体中心蛋白LSM4的对称性双甲基化来协调盐胁迫耐受及生长发育过程。