转自植物生物学

       2021年4月23日，Plant Physiology在线发表了中国农业大学校长孙其信教授和胡兆荣副教授为共同通讯的题为“Histone acetyltransferase TaHAG1 acts as a crucial regulator to strengthen salt tolerance of hexaploid wheat”的研究论文，揭示了组蛋白乙酰转移酶TaHAG1通过介导活性氧的产生来提高六倍体小麦的耐盐性。

       多倍体或全基因组复制（WGD）在植物物种形成和基因进化中起重要作用。与二倍体祖先相比，多倍体可以发展出多种新颖的特征以适应更广泛的环境条件。面包小麦（Triticum aestivum L.，BBAADD）是一种典型的异源六倍体物种，通常比其四倍体小麦祖先表现出更高的耐盐性，然而，目前对该性状的潜在分子机制和调控途径仍知之甚少。

       为评估异源多倍体小麦形成后耐盐性的变化，分别利用盐胁迫处理人工合成六倍体小麦（SCAUP/SQ523，BBAADD）及其异源四倍体（SCAUP，BBAA）和二倍体（SQ523，DD）祖先，通过表型观察与量化指标检测发现，六倍体小麦的耐盐性较其四倍体祖先显著增强。

       转录组分析与序列比对结果显示，六倍体小麦中的组蛋白乙酰转移酶编码基因TaHAG1与多倍体小麦耐盐性变化呈正相关。为进一步明确TaHAG1在小麦耐盐性调控中的功能，分别对TaHAG1过表达、RNAi干扰沉默表达以及CRISPR/Cas9介导的TaHAG1敲除小麦株系进行盐胁迫处理，结果表明TaHAG1正调控小麦对盐胁迫的耐受性（图1）。

图2. 六倍体小麦在盐胁迫下ROS的积累量高于其四倍体小麦亲本

       利用免疫印迹试验对野生型和TaHAG1转基因植株中的乙酰化水平进行检测发现，TaHAG1过表达株系中H3K9和H3K14乙酰化较对照显著增加，而在RNAi株系中则显示降低，表明TaHAG1参与小麦中组蛋白的H3K9和H3K14乙酰化。对其作用靶标进行检测表明，TaHAG1直接靶向负责过氧化氢生成的基因，并且TaHAG1的富集触发了盐胁迫下这些基因位点的H3组蛋白乙酰化和转录水平的上调。

       综上，该研究为表观遗传调控因子促进多倍体小麦环境适应性的分子机制提供了证据，并强调这类表观遗传调控因子可作为面包小麦耐盐育种的选择性策略。

原文链接：

https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiab187/6247769