近日，公司以第一单位联合浙江大学和杭州师范大学合作在国际著名期刊《Plant Physiology》在线发表了题为“Epigenetic modification of a pectin methylesterase gene activates apoplastic iron reutilization in tomato roots”的研究论文，揭示了番茄SlMET1介导的果胶甲酯酶编码基因SlPME53内含子CG类型的DNA甲基化改变参与调控SlPME53基因的表达，从而影响根系质外体“铁库”的再利用过程，首次阐明了DNA甲基化修饰参与质外体“铁库”再利用的表观遗传机制，为深入认识DNA甲基化修饰在番茄响应缺铁中的调控机理和应用提供支撑。

铁（Fe）是植物生长发育所必需的微量元素之一。虽然土壤中的铁含量丰富，但生物有效性远低于植物最适生长水平，造成缺铁症。这一现象在占据全世界耕地面积的40%以上的石灰性土壤中尤为突出。为了应对铁缺乏，植物进化出一系列遗传和表观遗传的精确调控以维持体内的铁稳态。质外体铁作为植物在铁缺乏时的重要“铁库”，占据植物体内总铁含量的75%以上，是影响植物铁高效利用的重要因素。目前关于缺铁响应、表观遗传调控和质外体“铁库”之间的关系仍不清楚。

课题组前期筛选到一个番茄自发表观遗传突变体Colorless non-ripening（Cnr），表现出组成型缺铁响应增强的表型。为了深入分析Cnr表观突变调控番茄缺铁响应的分子机制，对番茄AC和Cnr根系进行全基因组甲基化测序分析发现，与“细胞壁”、“细胞壁修饰”和“果胶酯酶”等细胞壁相关的差异甲基化基因DMGs最为丰富，且Cnr根系细胞壁的铁含量较AC显著增多。通过甲基化组和转录组的关联分析发现，果胶甲酯酶编码基因SlPME53内含子区域的DNA甲基化调控其基因表达变化，影响了果胶甲酯酶介导的番茄根系细胞壁中铁的滞留。同时，SlMET1调控的CG类型的DNA甲基化修饰在这一过程中发挥重要作用。最后，利用病毒学手段和遗传转化手段，为SlMET1–SlPME53模块介导果胶甲酯酶活性调控番茄根系质外体“铁库”再利用的表观遗传机制提供分子遗传证据。

SlMET1-SlPME53模块调控质外体铁再利用的表观遗传机制

博士生祝慧慧为论文的第一作者，永利集团为论文第一单位，3044am永利集团3044noc杨建立教授和杭州师范大学陈微微副教授为论文的通讯作者。该工作得到了永利集团高层次引进人才启动经费、云南省蔬菜生物学重点实验室建设项目（202302AN360017）、浙江省自然科学基金、浙江省重点研发计划、中国博士后基金和高层次留学回国人员在杭创新创业项目的资助。

论文链接：

https://academic.oup.com/plphys/advance-article-abstract/doi/10.1093/plphys/kiae167/7632394?utm_source=advanceaccess&utm_campaign=plphys&utm_medium=email&login=false