呂世博,毛昱力,姜廷波,馬旭俊
(東北林業大學 林木遺傳育種國家重點實驗室,哈爾濱150040)
組蛋白乙酰化是一種重要的表觀遺傳修飾,包括組蛋白乙酰化和去乙酰化2個動態的、可逆的過程。組蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)介導組蛋白去乙酰化,與組蛋白乙酰基轉移酶(histone acetyltransferase,HAT)共同作用來調節組蛋白乙酰化的狀態。組蛋白乙酰化狀態能夠影響染色質結構以及基因轉錄,進而調節多種生命活動。HAT 是將乙酰基輔酶A 上的乙酰基團轉移到組蛋白的賴氨酸殘基上;而HDAC的作用是將組蛋白賴氨酸殘基上的乙酰基團去除。HDAC 介導的組蛋白去乙酰化使染色質結構處于緊縮狀態,不利于轉錄因子或轉錄調節因子與DNA 結合,因此,一般被認為與基因的抑制或沉默有關。近年來,組蛋白去乙酰化酶的功能研究越來越受到重視。研究表明HDAC在植物的生長、發育和脅迫應答反應中發揮十分重要的調節作用[1]。
HDAC是一個多基因家族,根據與酵母HDAC(RPD3、HDA1 和SIR2)序列的同源比較,植 物HDAC可分為3 個亞家族:RPD3/HDA1、SIR2 和HD2。其中RPD3/HDA1亞家族是一種Zn2+-依賴性組蛋白去乙酰化酶,其酶活性的發揮依賴于Zn2+的存在。RPD3/HDA1 亞家族基因表達水平的改變(如表達上調或下降),均能影響植物的生長和發育,并產生表型的改變[2-3]。RPD3/HDA1類型的組蛋白去乙酰化酶在植物生物脅迫(病蟲害)和非生物脅迫(高鹽、干旱、低溫)反應中也具有十分重要的調節作用[4-9]。目前,HDAC研究主要集中在玉米、擬南芥、水稻等草本植物中,而木本植物HDAC 的研究鮮有報道。楊樹具有生長快、抗性強等特點。……