硫化氢(H₂S)作为一种已确立的气态信号分子,能够有效增强植物对各种环境胁迫的耐受性。然而,在农业生产中仍缺乏合适的硫化氢释放方法,且硫化氢提高抗逆性的表观遗传机制尚不明确。 组蛋白乙酰化是表观遗传调控的主要方式之一,在植物生长发育和响应逆境胁迫过程中发挥重要作用。组蛋白乙酰化主要由组蛋白乙酰转移酶(HATs)和组蛋白去乙酰化酶(HDACs)共同催化调控,是一种动态可逆的修饰状态。解析H₂S介导的组蛋白乙酰化动态变化在植物响应干旱胁迫中的作用,不仅可以阐明植物对干旱胁迫响应表观遗传的调控机制,同时也为培育农作物耐旱品种提供理论依据。

JIPB近日在线发表了我院龚志云教授课题组题为“Sodium butyrate regulates the sulphur respiration of rhizosphere soil to produce hydrogen sulfide modulating histone acetylation dynamics to enhance drought tolerance in rice” 的研究论文。该研究发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂丁酸钠(NaB)施用在水稻根际后增加了根际土中亚硫酸盐还原菌(SRB)的含量,并导致更多的H₂S释放;进一步发现H₂S特异性抑制组蛋白去乙酰化酶基因OsHDA710的表达,提高抗旱基因启动子中H4K5ac水平。本研究进一步证实OsHDA710可以直接结合靶基因启动子的TGACC基序下调其表达,最终调控水稻幼苗的生长,提高水稻抗旱性。

我院博士生陈旭、葛佳琳和蔡兴菁为该论文的第一作者,龚志云教授、周勇教授和戴其根教授为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划和江苏省种业振兴揭榜挂帅项目等资助。