染色质重塑调控生物温度适应性的研究进展
2021-06-16冀顺霞王晓迪申晓娜刘万学万方浩吕志创
冀顺霞, 王晓迪, 申晓娜, 刘万学, 万方浩,2, 吕志创*
1中国农业科学院植物保护研究所,植物病虫害生物学国家重点研究室,北京 100193;2中国农业科学院深圳农业基因组研究所,广东 深圳518120
温度是影响生物体生长发育的重要环境因子之一,其细微的变化能极大地影响生物的生长、发育和繁殖等行为。受全球气候变化特别是气温上升的影响,陆地生态系统的生物分布及丰富度将发生巨大改变,并将影响物种的扩散和发生成灾(Deutschetal.,2008; Paulietal.,2012)。为了探明生物体如何适应外界环境温度的变化,研究其表型可塑性尤为重要。响应环境温度变化的表型可塑性机制包含2个层次:在遗传层面,通过DNA序列改变所致基因功能变化的、长期的、不可逆的温度适应性机制(Lancasteretal.,2016);在表观遗传层面,通过非DNA序列改变所致基因表达水平变化的、短期的、可逆的温度适应性机制(Kreβetal.,2017)。大量研究证实,表观遗传可以提供比遗传机制更快的响应机制,从而促使生物体快速适应不良环境条件(Kumar,2018; Mirouze & Paszkowski,2011; Zhangetal.,2013)。因此,近年来温度适应性的表观遗传调控研究备受关注。
染色质重塑是表观遗传学重要的组成部分之一。在真核生物中,将DNA包装到染色质对于其基因组的组织和表达至关重要(Coronaetal.,2007),染色质构型整体和局部的动态改变是基因功能调控的重要因素。为了保证染色质中DNA与蛋白质的动态结合,细胞内进化产生了一系列特异的染色质重塑因子。在生物体受到逆境胁迫时,这些重塑因子可以介导体内染色体的重塑过程,它们通过调控胁迫相关基因的表达来改变生物体的生理状态,最终达到使生物体适应环境的目的。……
