Regulering af frugtudvikling og modning ved DNA-methylering

For nylig afslørede forskere fra Shanxi Datong University og Chongqing University, at SlCMT4, som koder for en DNA-methyltransferase, der er ansvarlig for de novo og ikke-CG-methylering, spiller en vigtig rolle i forskellige udviklingsprocesser for tomat. Undersøgelsen blev offentliggjort i Hortikulturforskning .

SlCMT4 (Solyc08g005400.2) blev muteret i cv. 'Ailsa Craig' bruger CRISPR/Cas9-systemet til at bekræfte dets funktion. Alvorlige udviklingsdefekter blev fundet i SlCMT4-mutanterne, herunder små og tykke blade, øgede laterale knopper, defekte støvdragere og pistiller, lille frugtstørrelse med reduceret bindingshastighed og defekt frøudvikling. Ændringer i hormonniveauer (IAA, tZR, strigol) var i overensstemmelse med den multiforgrenede fænotype af SlCMT4-mutantplanterne.

CRISPR-Cas9-medieret knockout af SlCMT4 inducerede ekspressionen af ​​to pollenspecifikke gener (PMEI og PRALF), der undertrykte pollenvægudvikling og pollenrørforlængelse, hvilket forårsagede uregelmæssig og defekt pollen. Transkriptom-sekventering blev brugt til at studere transkriptionsniveauerne af tomatfrugtmodningsrelaterede gener, og en række modningsrelaterede gener (såsom PE1, PG2 og LOXB) blev opreguleret i CR-08-mutantlinjen.

Helgenom-bisulfit-sekventering (WGBS) af frugter afslørede, at SlCMT4-knockout reducerede genom-dækkende cytosin-methylering, især CHH-methylering. En reduktion i methylering blev også observeret i en 2-kb-region af IMA- og LOXB-promotorerne i SlCMT4-mutantfrugterne, hvilket indikerer, at hypermethyleringsstatussen for CHH-konteksten var kritisk for inhiberingen af ​​IMA- og LOXB-promotoraktiviteten.

"Denne undersøgelse præciserede, at SlCMT4 kan samarbejde i den epigenetiske regulering af vækst, udvikling og modning af tomatfrugter ved at regulere methyleringsmønstrene for centrale transkriptionsfaktorer," sagde forskerne.

Kort fortalt viste denne undersøgelse, at SlCMT4 er nødvendig for normal udvikling af tomats vegetative og reproduktive organer. + Udforsk yderligere

Regulering af modning af kødfulde frugter:Fra transkriptionsfaktorer til epigenetiske modifikationer