中山大学黄上志教授领导的种子生理研究团队与台湾大学植物研究所、中科院华南植物园及加拿大农业部南方作物保护与食品研究中心的科研人员经过近5年合作研究,于2013年1月29日在植物学领域国际顶尖杂志The Plant Cell上在线发表了题为“HISTONE DEACETYLASE19 Interacts with HSL1 and Participates in the Repression of Seed Maturation Genes in Arabidopsis Seedlings”的研究论文(http://www.plantcell.org/cgi/doi/10.1105/tpc.112.096313)。The Plant Cell杂志是美国植物生物学家学会(ASPB)出版的生命科学领域著名学术刊物,在SCI植物类非评论杂志中排名第一,2011年IF8.987,近5年平均IF10.224。
种子是农作物最重要的终产物,种子发育和籽粒形成是作物高产育种的重要性状。解析种子发育与籽粒形成的分子遗传及生理生化调控网络,将为农作物高产品种培育提供理论支撑。种子成熟基因(seed maturation gene)是种子成熟重要分子标记,它们在种子成熟时期高效特异表达,而在营养生长时被抑制。种子成熟基因表达与抑制受组蛋白修饰、染色质重塑和小分子RNA等表观遗传机制调控。该论文以模式植物拟南芥为材料,发现组蛋白去乙酰化酶HDA19发生突变后种子成熟基因在幼苗中异位表达,而且这些基因染色质上的组蛋白乙酰化修饰水平提高,部分甲基化修饰水平降低。通过酵母双杂、双分子荧光互补试验,发现HDA19能够与转录抑制子HSL1直接相互作用。染色质免疫共沉淀试验表明种子成熟基因是HDA19直接作用的靶基因。当HDA19与HSL1发生双突变后引起胚胎致死,从遗传水平上证明了两个蛋白的相互作用。该研究首次报道了去乙酰化酶HDA19和转录抑制子HSL1相互作用共同抑制成熟基因在幼苗发育时期的表达,增加了对种子成熟过程与表观遗传调控机制的认识,对于作物高产育种具有重要理论意义。
黄上志教授团队近几年在种子发育和种子质量调控网络研究取得重大突破性进展,研究论文多次发表在植物学领域国际重要期刊Planta和Journal of Experimental Botany上,研究成果获得多项国家发明专利。