经典RdDM途径在盐胁迫条件下参与拟南芥种子萌发时间的调控

来源：植物生物学

植物通过其体内高度协调的机制来调节其自身的发育进程，进而维护植物的稳态以应对外界的不利环境。植物种子萌发是其生命周期中的一个关键环节，植物根据其所处的环境进化出了各种策略来保证种子在合适的时间萌发，但是，种子调控萌发时间以应对外界环境的反应机制目前研究的还不是很清楚。近日，墨西哥国立大学Alejandra A. Covarrubias研究组在Plant Journal在线发表了题为“The canonical RdDM pathway mediates thecontrol of seed germination timing under salinity”的论文，发现在盐胁迫条件下，经典的RNA介导DNA甲基化（RdDM）途径关键组分的突变影响了种子萌发以及萌发后植物的生长发育。

经典的RdDM途径包含RNA聚合酶Pol IV和Pol V、RDR2、DCL3以及AGO4等。作者通过RNA-seq比较野生型拟南芥和ago4突变体在盐胁迫条件下的发育表现，发现RdDM途径主要通过调控种子胚胎发育的相关基因以及种子萌发相关调控的基因，而非调控逆境盐胁迫相关的基因。

通过亚硫酸氢盐全基因组测序分析发现，在盐胁迫条件下，RdDM途径主要通过对DNA甲基化的调控来实现对目标靶基因的表达进行控制。利用各种RdDM途径的突变体以及ago4的突变体，在盐胁迫条件下，检测发现RdDM和AGO4是盐胁迫条件下种子萌发所必需的，在盐胁迫条件下，AGO4的蛋白积累量发生了明显的变化，其在种子萌发的过程中发挥了重要的作用。同时研究发现，AGO4蛋白在种子萌发和高盐条件下具有不同的亚细胞定位。最后作者证明RdDM依赖的AGO4活性参与到了种子的休眠之中。

模式图

综上所述，该研究首次证明了RdDM途径在种子的萌发过程中发挥了重要的作用，该途径关键组分的缺失造成了种子萌发的变慢。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15064