近日，威尼斯432888cam作物遗传育种系青年教师马瑄博士与广西大学、安徽农业大学等多家单位合作，在植物学一区TOP期刊Molecular Plant(5年平均影响因子为21.4)在线发表题为“Histone H4K8hib modification promotes gene expression and regulates rice immunity”的研究论文。马瑄博士与广西大学徐秋涛教授为该论文的共同第一作者，威尼斯432888cam为第二单位。
组蛋白上存在多种翻译后修饰，它们通过影响基因转录来调控植物的生长发育以及对环境变化的响应。近年来随着蛋白组质谱技术的发展，多种新型酰基化修饰如丙酰化、琥珀酰化、巴豆酰化、2-羟基异丁酰化、乳酰化等被鉴定。然而对大多数新型酰基化修饰的功能目前尚不清楚。
在本研究中，作者鉴定到水稻、拟南芥、玉米和甘蔗中普遍存在2-羟基异丁酰化修饰，表明该修饰为植物中保守的蛋白质翻译后修饰。利用染色质免疫共沉淀测序(ChIP-seq)技术绘制了水稻全基因组H4K8hib修饰图谱，分析发现这种修饰与组蛋白激活型染色质标志的分布特点高度相似，结合转录组分析发现H4K8hib修饰与基因表达激活相关。作者进一步研究发现组蛋白去乙酰化酶HDA705能够高效地去除H4K8hib修饰。在水稻hda705突变体中发现近3000个基因上的H4K8hib修饰水平显著升高，特别是许多与病原菌响应相关的基因。通过稻曲菌、稻瘟菌的侵染实验发现hda705突变体表现出较强的抗病性，进一步分析发现hda705突变体中许多调控抗病相关的基因如IPA1、WRKY24、LOX5等基因上的H4K8hib修饰水平明显升高，并且其表达水平也显著上调，表明HDA705通过调控H4K8hib修饰调节抗病基因的表达并影响水稻抗病性。
图1. H4K8hib修饰通过促进抗病基因表达调控水稻抗病性的模式图
该研究揭示了水稻组蛋白新型酰基化修饰H4K8hib可通过促进抗病相关基因的表达调控水稻抗病性。该研究对于揭示新型酰基化修饰的生物学功能和促进水稻抗病育种具有重要的指导意义。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1674205224003873
