摘要：DNA demethylase augments RNA-directed DNA methylation by enhancingCLSYgene expression in maize andArabidopsis”的研究论文。该研究揭示了DNA去甲基化酶

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2025年6月7日，华中农业大学玉米团队在Molecular Plant发表题为“

1.研究背景

DNA甲基化和去甲基化活性相互协调以维持植物基因组甲基化动态与稳定。RdDM途径是DNA甲基化建立和维持的关键机制之一，ROS1介导的DNA去甲基化途径则负责DNA甲基化的去除。先前的研究表明，RdDM调控ROS1启动子DNA甲基化水平进而调控其表达，然而，RdDM是否受ROS1介导的DNA去甲基化途径调控尚不清楚。

2.研究内容

在本研究中，作者发现玉米DNA去甲基化酶ZmROS1ab的功能缺失引起基因组部分区段CHH甲基化水平降低，暗示ZmROS1ab可能参与调控RdDM途径。分析表明，RdDM途径关键组分——染色质重塑因子CLSY家族基因Chr167、Chr166以及RMR1的表达在zmros1ab突变体中降低。进一步分析发现其表达水平与启动子区域的DNA甲基化水平负相关，且该区域的甲基化水平受ZmROS1ab和RdDM途径的共同调控。

为了证明zmros1ab中CHH甲基化降低区域是CLSYs的靶标，作者对这些区域的24nt siRNA的表达水平进行分析，发现这些区域的24nt siRNA表达水平在chr167、rmr1以及zmros1ab突变体中均表现出降低趋势。此外，全基因组甲基化测序分析发现，zmros1ab中CHH降低的区段在chr167中也呈现出CHH甲基化水平降低的趋势。这些结果表明ZmROS1ab可以通过影响CLSY的表达调控CHH甲基化水平。

此外，作者分析了拟南芥DNA去甲基化酶突变体，发现CHH甲基化水平同样表现出降低，以及其中一个CLSY基因（CLSY1）的表达也表现出降低。与玉米结果一致的是，拟南芥CLSY1的表达与启动子DNA甲基化水平负相关，且该区段的甲基化水平受DNA去甲基化酶和RdDM途径的共同作用。这些结果表明DNA去甲基化酶和RdDM途径之间存在保守的相互作用，为维持植物基因组DNA甲基化水平的稳态提供了一种机制。

3.研究团队

华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室、湖北洪山实验室博士后许强为论文第一作者，李青教授为论文通讯作者。课题组在读博士生阚秋馨、骆志翔，已毕业硕士张强，崖州湾国家实验室董亮博士，美国明尼苏达大学Nathan M. Springer教授也参与了该研究。感谢华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室高性能计算平台提供的计算支持。该研究得到了国家自然科学基金创新群体项目（32321005）、作物基因组学与分子育种111项目（B20051）、中央高校优秀青年团队培育项目（2662023PY007）和国家资助博士后研究人员计划B档（GZB20240254）资助。

4.第一作者简介

许强，2023年博士毕业于华中农业大学，师从李青教授开展玉米DNA去甲基化酶ZmROS1ab介导的表观遗传调控与籽粒发育研究。毕业后入选华中农业大学“博士后引进项目”，进入作物学博士后流动站，继续从事相关研究，期间获得国家资助博士后人才计划B档资助。目前以第一作者身份在Genome Biology，Molecular Plant发表相关研究论文2篇。

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来源：橘子爱科学