中国农科院生物所研究团队揭示精氨酸甲基转移酶PRMT6调控开花的新机制
成花转变是植物由营养生长转向生殖生长的过程。植物成花转变需要对环境信号（如光周期、温度等）和内源信号（如生物钟、激素水平等）做出及时、准确地应答，进而实现精准的花期调控。在长日照模式植物拟南芥中，光周期途径、春化途径、自主途径、赤霉素途径及年龄途径等多种调控途径共同调控成花转换。了解控制植物“适时”开花的调控机制，在植物种植地区适应性和产量品质的提升上具有重要的应用价值。
近日，中国农业科学院生物技术研究所谷晓峰课题组在aBIOTECH上发表了题为“PRMT6 physically associates with nuclear factor Y to regulate photoperiodic flowering in Arabidopsis”（点击题目查看原文）的研究论文。该论文详细描述了精氨酸甲基转移酶PRMT6调控植物开花的新机制，为精确调控花期提供了新途径。
我们在拟南芥中鉴定了人类精氨酸甲基转移酶 6的同源蛋白AtPRMT6，并通过蛋白互作分析说明AtPRMT6和参与开花调控的三个核因子蛋白（NF-YC3、NF-YC9和NF-YB2）相互作用。遗传分析发现，PRMT6基因突变可以显著增强nf-yc3;4;9的晚花表型。AtPRMT6在叶脉维管束中高表达（与成花素FLOWERING LOCUS T表达模式一致），并且AtPRMT6及其编码蛋白在长日照的黄昏时刻（ZT16）积累，说明PRMT6可能参与光周期调控开花。进一步研究发现，PRMT6介导的H3R2me2a修饰增强了长日照条件下NF-CO（NF-Y与CO蛋白形成的复合物）与FT位点的结合。此外，我们还发现prmt6能够增强prmt4a;4b的晚花表型，说明AtPRMT6可能与AtPRMT4a/4b协同抑制FLOWERING LOCUS C 的表达，进而抑制FT表达。
综上所述，本研究揭示了精氨酸甲基化在拟南芥成花转变中的作用，并且说明了PRMT6介导的H3R2me2a甲基化系统如何与NF-CO模块动态相互作用进而控制 FT 表达并促进开花时间。研究精氨酸甲基化动态修饰调控植物开花期的分子机理，为表观遗传调控作物开花期的基础研究和分子设计育种提供理论基础。
中国农业科学院生物技术研究所谷晓峰课题组张平贤博士为本文第一作者，杨立文副研究员为本文通讯作者。相关研究的遗传材料由北京大学现代农学院何跃辉教授提供了支持，实验设计和开展得益于谷晓峰研究员及课题组成员的帮助。该项工作得到国家自然科学基金青年基金、国家转基因重大专项、农科院科技创新工程以及华中农大百川计划的支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1007/s42994-021-00065-y
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