冷驯化重塑拟南芥中的DNA甲基化与转录记忆

《Scientific Reports》：Cold priming reshapes DNA methylation and transcriptional memory in Arabidopsis thaliana

　　

摘要

胁迫诱导是一种关键的适应机制，使植物能够增强对反复出现的环境胁迫的响应。尽管已有报道指出冷胁迫诱导相关的转录组变化，但其潜在的表观遗传机制在很大程度上仍未知。在此，我们研究了拟南芥（Arabidopsis thaliana）中冷诱导的转录组和 DNA 甲基化动态。冷胁迫在已诱导和未诱导的植物中诱导了不同的转录响应，并伴随着广泛的 DNA 甲基化变化，特别是在非 CG 位点，这涉及蛋白质编码基因和转座元件（TEs）。表现出转录记忆的基因与非诱导基因相比，其基因体 DNA 甲基化水平较低。此外，DNA 甲基化突变体表现出改变的冷胁迫记忆，支持 DNA 甲基化在防止基因不当激活和保持诱导响应特异性方面的作用。值得注意的是，CG 甲基化缺失突变体 met1 表现出冷响应基因（包括 CBF 通路中的基因）的激活增强。总之，我们的发现表明，在拟南芥中，DNA 甲基化通过维持转录精度有助于冷胁迫记忆。