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Plant Cell | 刘良玉/路则府合作发现光周期介导的染色质开放程度变化具有组织细胞特异性

花匠小妙招
2025-11-19 03:35

责编 | 王一

开花时间是植物从营养生长向生殖生长的重要转变，它与植物的环境适应性和农作物产量密切相关。长期以来，科学家以拟南芥为模式植物，持续关注光周期（指一天中白昼和黑夜的相对长度）、赤霉素、春化、年龄等多条开花时间途径并开展相应的研究。在光周期开花途径研究方面，植物叶片被认为是感知日照长度信号的主要器官，基因的转录水平调控对于叶片维管组织中开花刺激信号的产生至关重要，而染色质的结构和修饰是决定基因转录的关键因素。因此，在植物叶片感知光周期信号过程中，染色质的开放程度变化是否具有组织细胞特异性，是一个值得研究的科学问题。

近日，首都师范大学刘良玉课题组和中国农科院作科所路则府研究员合作在The Plant Cell在线发表了题为Photoperiod-responsive changes in chromatin accessibility in phloem companion and epidermis cells of Arabidopsis leaves的研究论文，揭示了光周期诱导成花转化过程中，染色质开放程度（chromatin accessibility）在叶片维管和表皮细胞中的特异性变化。

研究团队首先构建了拟南芥维管和表皮细胞特异表达分选标记的遗传材料，利用INTACT （Isolation of nuclei tagged in specific cell types）细胞核分选技术分选富集了高纯度的维管和表皮细胞核，并结合ATAC-seq技术检测不同光周期条件下染色质开放程度变化。在长日照诱导条件下，细胞染色质开放性显著增强，而维管的染色质松散程度变化比表皮中更为显著，关联基因在聚类上也体现了细胞功能的特异性。随后，研究人员结合染色质开放程度和基因表达特征筛选出功能未知的候选基因，应用遗传学手段从中鉴定了一个新的开花调控基因TPS9，借助amiRNA技术发现TPS9在叶片维管组织中具有调控成花转化的功能。

因此，该研究揭示了光周期介导的染色质开放程度变化具有显著的组织细胞特异性及维管组织在植物营养-生殖转化过程中的重要作用。

光周期诱导过程中维管和表皮细胞核的INTACT分选及染色质开放程度和基因表达分析

首都师范大学为该论文第一完成单位，首都师大研究生田昊、李昱儒、王策、徐兴文为共同第一作者，刘良玉和路则府为共同通讯作者。该工作还得到了首都师大李乐攻教授、中国农科院作科所傅永福研究员和德国马普植物育种所Franziska Turck研究员的大力支持和帮助。该项研究得到国家自然科学基金及北京市高层次人才项目等资助。

https://doi.org/10.1093/plcell/koaa043