组蛋白去乙酰化酶HDA9负调控拟南芥响应干旱和高温胁迫的分子机制研究

The increase of atmospheric temperature and rainfall fluctuation due to global warming poses significant threat on global food security. In the previous study, we found that Arabidopsis histone deacetylase HDA9 has a negative functionin plant resistance to drought and heat stress, as hda9 mutants exhibited high tolerance to drought and heat stress. In this project we propose to study the underling mechanism and the regulatory network of HDA9 function in plant tolerance to drought and heat stresses using both genome-wide high throughout technologies and conventional methods of molecular genetics, cell biology and biochemistry. The finding of this project will enrich current knowledge of epigenetic regulation of plant responses to the changing environment and may lead to conceive new strategies to enhance plant tolerance to stress.

全球变暖导致的大气温度升高和降水波动对全球粮食安全产生重大影响，为了应对这种变化需要深入挖掘植物抵御非生物逆境胁迫的作用机制。本项目组在前期的研究中发现组蛋白去乙酰化酶HDA9在高等植物抵抗干旱和高温胁迫过程中发挥着关键的负调控作用，其突变体对于干旱和高温胁迫都表现出高耐受性。因此本项目采用拟南芥作为材料，利用各种现代分子生物学、生物信息学、细胞生物学及生物化学手段，重点研究非生物逆境胁迫应答过程中HDA9作用的机制和以其为中心的调控网络，一方面丰富了乙酰化修饰调控植物发育过程的理论知识，另一方面为培育抗旱抗高温的农作物提供了研究基础。

全球变暖导致的大气温度升高和降水波动对全球粮食安全产生重大影响，为了应对这种变化需要深入挖掘植物抵御非生物逆境胁迫的作用机制。本项目组发现组蛋白去乙酰化酶HDA9在高等植物抵抗干旱迫过程中发挥着关键的负调控作用，其突变体对于干旱胁迫都表现出高耐受性。因此本项目采用拟南芥作为材料，利用各种现代分子生物学、生物信息学、细胞生物学及生物化学手段，深入分析去乙酰化酶HDA9在植物应答干旱胁迫过程中作用的分子机理，全方位的挖掘以HDA9-WRKY53为中心的调控网络，并且发现WRKY53可以被HDA9乙酰化修饰，进而影响该转录因子的转录活性，由于该转录因子参与了植物各种抗逆过程，是各应答基因的上游调控因子，因此挖掘WRKY53与HDA9的调控网络对于研究植物抗逆机制研究十分有意义。此外本项目还发现WRKY53可以特异性的抑制HDA9的去乙酰化酶的活性，为掘具有乙酰化酶/去乙酰化酶的抑制剂作用的植物天然成分提供了新的思路。因为特异性的乙酰化酶/去乙酰化酶的抑制剂不仅是许多治疗癌症的特效药，也可以是新型的杀虫剂或除草剂，因此项目的成果不仅丰富理论研究，也有应用前景。