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基因组学课程综述1植物响应高温胁迫的表观遗传调控200301110011张三华南农业大学农学院xx级农生1班摘要由于不能移动，植物只能被动地应对昼夜温度和四季气温的改变。为了适应环境温度的变化，植物进化出复杂的遗传和表观遗传机制去感知周围温度的变化并随之调整生长发育。全球气候变暖对农作物的生产造成了严重威胁，因此研究植物响应高温胁迫的机制迫在眉睫。DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和小分子RNAs是主要的表观遗传调控机制。这些表观遗传修饰各自分工又密切联系，共同调控植物的抗热性。本文介绍了近年来表观遗传修饰调控植物响应高温胁迫的研究进展。关键词DNA甲基化组蛋白修饰染色质重塑小分子RNAs隔代记忆温度是影响植物生长发育的最重要的环境因子之一，温度的细微变化能极大地影响植物的生长和发育等行为。目前最受关注的是全球气候变暖问题。据统计,1979～2003年,年平均最低气温和最高气温分别上升了1.13和0.35℃（Peng等，2004）。气候变暖不仅导致了英国植物的开花时间提前（Fitter和Fitter，2004），而且还改变了欧洲植物物种的分布（Pauli等，2012）。此外,气候变暖对农作物的生产造成了严重的威胁.在生长季节,最低温度每升高1℃,水稻(Oryzasativa)产量就下降10%（张三等，2013；李四，2014）。据估计,气温每上升1℃,小麦(Triticumaestivum)、水稻、玉米(Zeamays)、大豆(Glycinemax)、大麦(Hordeumvulgare)和高粱(Sorghumbicolor)等6种主要农作物的产量就要减少0.6%~8.9%[4].1980~2008年的30多年间,热胁迫导致全球小麦和玉米的产量分别下降了5.5%和3.8%[5].因此,研究环境中高温影响植物生长发育的机制的意义非常重大.目前,对于植物响应高温胁迫的遗传调控的研究主要集中在环境温度升高(22~27℃)改变植物形态的机制[6]、高温促使植物开花提前的分子机制[7]、高温对植物免疫的调控[8]、高温对植物生物钟的调控[9,10]和极端高温(37~42℃)下植物的耐热性(thermotolerance)[11]等方面.表观遗传学(epigenetics)是近年来的研究热点,指在DNA序列没有发生变异的情况下,基因表达发生可遗传的改变,主要通过DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和小分子RNAs调控等来实现.表观遗传修饰在维持基因组稳定性、调节植物生长发育和响应逆境胁迫等方面发挥了重要作用[12,13].本文总结了表观遗传基因组学课程综述2修饰在植物响应高温胁迫中的作用,希望能为提高植物抗热性的研究提供新的思路.1DNA甲基化DNA甲基化是最早发现的表观遗传途径之一,这一修饰现象广泛存在于多种生物体中.植物体内的DNA甲基化主要存在5-甲基胞嘧啶和少量的N6-甲基腺嘌呤这两种形式,其中N6-甲基腺嘌呤主要存在于线粒体中[14].在植物中,DNA甲基化能发生在处于不同序列特征中的胞嘧啶上,包括对称的CG和CHG序列(H代表A/T/C)以及不对称的CHH序列.对拟南芥(Arabidopsisthaliana)基因组的甲基化进行测序后发现,整个基因组中大约24%的CG序列、6.7%的CHG序列和1.7%的CHH序列发生了胞嘧啶的甲基化修饰.这些甲基化修饰大多发生在转座元件和参考文献张三，基因的选择，遗传学报，2013，43(4)：7-9张三，李四，基因组学研究。遗传学报，2013，43(4)：41-45张三，李四，王麻子，基因的剔除研究。遗传学报，2013，43(4)：31-35张三，李四，王麻子等，基因的剔除。遗传学报，2013，43(4)：1-5FitterA,FitterR.RapidchangesinfloweringtimeinBritishplants.Science,2002,296:1689-1691PauliH.RecentplantdiversitychangesonEurope’smountainsummits.Science,2012,336:353-355PauliH,GottfriedM.RecentplantdiversitychangesonEurope’smountainsummits.Science,2012,336:353-355PauliH,GottfriedM,DullingerS.RecentplantdiversitychangesonEurope’smountainsummits.Science,2012,336:353-355PengSB,HuangJL,SheehyJE,etal.Riceyieldsdeclinewithhighernighttemperaturefromglobalwarming.ProcNatlAcadSciUSA,2004,101:9971-9975基因组学课程综述3其他说明：增加页眉，“基因组学课程综述”