ATAC测序和转录组学研究揭示了OsCHR732在调控水稻花粉和胚珠发育过程中的染色质可及性及基因表达中的作用

《BMC Plant Biology》：ATAC sequencing and transcriptomics reveal OsCHR732 function in regulating chromatin accessibility and gene expression in pollen and ovule development in rice

　　

摘要

背景

花粉和胚珠的受精能力直接影响水稻的结实率和整体产量，然而，调控水稻花粉和胚珠发育的分子机制目前仍不十分清楚。

研究结果

在本研究中，我们发现水稻染色质重塑因子OsCHR732的功能缺失突变体表现出显著降低的花粉活力，同时伴有机胚珠发育异常。定量逆转录PCR（qRT-PCR）和β-葡萄糖醛酸酶（GUS）染色实验表明，OsCHR732在幼穗、子房和花药的中后期发育阶段表达水平很高。对幼小穗的RNA-Seq分析显示，oschr732突变体中参与MAPK信号通路和植物激素信号传导途径的多个基因表达显著下降。ATAC测序分析则显示，突变体中多个基因的启动子区域染色质可及性降低。结合ATAC-Seq与转录组分析进一步发现，参与丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、脱落酸（ABA）、茉莉酸（JA）和乙烯（ETH）信号传导的六个关键基因表达也显著下降，这些基因包括MAP1、WRKY53、ABI5、ABIL1、JAZ11和ETR2，它们的表达模式与OsCHR732相似。

结论

这些发现为进一步阐明OsCHR732调控水稻花粉和胚珠受精能力的分子机制奠定了重要基础。