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生命科学学院青年教师在《植物细胞》上发表重要研究成果
2021-01-05

来源:生命科学学院  供稿:李亚敏  值班编辑:陈雨桐  责任编辑:陈雨桐  点击次数:  字号:【  

  1月4日,生物学领域国际顶级刊物《植物细胞》(The Plant Cell)在线发表我校生命科学学院刘良玉课题组的最新研究成果——拟南芥叶片韧皮部伴胞和表皮细胞染色质可及性响应光周期变化(Photoperiod-responsive changes in chromatin accessibility in phloem companion and epidermis cells of Arabidopsis leaves)。我校为论文第一单位,研究生田昊、李昱儒、王策、徐兴文为共同第一作者,副教授刘良玉、中国农科院研究员路则府为共同通讯作者。该工作还得到了我校教授李乐攻、中国农科院研究员傅永福和德国马普所研究员弗兰齐斯卡·图尔克(Franziska Turck)的大力支持和帮助。

   

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  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,染色质的松散和紧密结构是否具有组织细胞特异性,是一个值得研究的科学问题。

  刘良玉课题组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,而维管的染色质结构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。课题组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,并研究了该基因在维管组织中的调控作用。本研究揭示了光周期信号途径中染色质结构的组织细胞特异性变化及维管组织在植物生殖转化中的重要作用。该项研究受到国家自然科学基金面上项目、北京市高层次人才项目、北京市青年拔尖人才培育项目、校青年高层次人才项目及校青年创新团队等项目资助。

  《植物细胞》由美国植物协会主办,是生物学一区、自然指数期刊,影响因子9.618。刘良玉系我校2014年从海外引进的高层次青年人才(独立课题组组长),入选北京市高层次人才、北京市特聘专家、校特聘高层次人才,担任植物基因资源与低碳环境生物技术北京市重点实验室副主任,长期从事开花时间分子调控机制的研究工作。入职首都师大以来,以通讯作者身份在主流学术刊物上发表多篇有影响力的研究论文,其中包括《植物细胞》2篇。主持国家自然科学基金和省部级项目多项,指导我校本科生获2020年全国大学生生命科学竞赛一等奖。

   

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(刘良玉课题组)

 

  附:论文在线链接 https://doi.org/10.1093/plcell/koaa043