基于 iCUT&Tag 的跨果实表观基因组图谱分析鉴定出肉质果实成熟过程中复现的 H3K9 乙酰化富集

《Plant Communications》：iCUT&Tag-based pan-fruit epigenomic profiling identifies recurrent H3K9 acetylation enrichment during fleshy fruit ripening

　　

摘要

肉质果实的成熟涉及系统发育上不同物种间广泛趋同的生理变化，然而这种趋同背后共享的染色质水平机制在何种程度上起作用尚不清楚，部分原因是富含代谢物的果实组织带来的技术挑战。在此，我们开发了 iCUT&Tag，这是一种改进的染色质谱分析方法，仅需 500 个细胞核，并将其应用于生成横跨 9 个植物科的 12 个果实物种的组蛋白修饰谱，展示了其在富含代谢物的果实组织中的广泛应用。对跃变型（番茄、苹果）和非跃变型（柑橘、草莓）果片的比较谱分析识别出 H3K9 乙酰化（H3K9ac）作为一种反复富集的染色质特征，与成熟相关基因的激活有关，无论主导的激素系统如何。在番茄中，SlHDA1 的缺失伴随着成熟相关位点上 H3K9ac 的过早积累，而在草莓中，FaHDA19 的沉默与转录激活的成熟相关位点上 H3K9ac 的增加有关。在机制上，比较遗传分析表明了一种两部分调控架构：H3K9ac 介导的允许性染色质状态似乎在谱系间保守，但有效的转录还需要物种特异性转录因子活性——番茄中的 SlNOR 和草莓中的 FaMYB10——来驱动表型趋同的成熟。我们的研究提供了一个经过验证的植物表观基因组学技术框架，并识别出一种反复出现的染色质水平特征，这可能是肉质果实成熟趋同演化背后的基础。