全球气候暖化严重影响植物的生长发育和分布，进而威胁粮食安全。在拟南芥中，组蛋白变体h2a.z在环境和发育信号响应基因上富集。当环境温度升高时，h2a.z从温度响应基因的染色质上去除，并往往伴随基因的表达激活，从而促进植物在高温下的形态建成。然而，学界尚不清楚h2a.z从特异位点上去除并激活基因表达的分子机制。
7月6日，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员姜丹华团队在molecular plant上，在线发表了题为the ino80 chromatin remodeling complex promotes thermomorphogenesis by connecting h2a.z eviction and active transcription in arabidopsis的研究论文。该研究发现，染色质重塑因子ino80突变影响部分基因上h2a.z的富集，表型分析发现ino80复合体中的亚基ino80、een和arp5突变后，植物热形态建成均受到显著影响。进一步实验证明，ino80和een均与热形态建成中的一个关键转录因子pif4直接互作，高温下ino80在pif4的靶基因上富集，促进h2a.z的去除和基因表达。遗传分析发现，ino80或pif4突变均会部分抑制h2a.z突变体对温度超敏的表型，暗示它们也参与了h2a.z去除之外的其他转录激活过程。通过蛋白互作筛选，研究人员发现，een与h3k4甲基转移酶复合体compass的亚基wdr5a及转录延伸因子spt4互作，并且ino80对于高温下pif4靶基因上h3k4三甲基化和转录延伸的增强是必需的。此外，转录延伸因子spt4和spt5均调控了h2a.z的去除，表明转录延伸和h2a.z的去除可能相互依赖。
综上所述，该研究发现了一个包含pif4-ino80复合体-compass-转录延伸因子的调控模块，其特异的在pif4靶基因上参与h2a.z的去除和转录激活，促进植物在高温下的形态建成。研究结果揭示了高温诱导植物热形态建成的表观遗传调控机制，为提高植物对高温气候的适应性提供了理论依据。
研究工作得到国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项（a类）和国家自然科学基金的资助。
pif4-ino80复合体-compass-转录延伸因子调控模块促进基因激活和热形态建成
研究团队单位：遗传与发育生物学研究所
