Транскрипционная активность гена метилтрансферазы CLF, участвующего в контроле времени цветения, в процессе яровизации Arabidopsis thaliana северных популяций

Марина Витальевна Зарецкая, Ольга Михайловна Федоренко, Marina Zaretskaya, Olga Fedorenko

Аннотация


Показано, что при выращивании в лабораторных условиях растений Arabidopsis thaliana из разных популяций Карелии время начала их цветения зависит от яровизации, то есть воздействия низких температур различной продолжительности. Выявлен полиморфизм популяций по этому адаптивному признаку. Популяции A. thaliana Кончезеро и Шуйская характеризовались высокой частотой позднецветущих форм (без предварительной холодовой обработки растения зацветали через 4–6 месяцев). Популяция Царевичи оказалась гетерогенной по срокам зацветания (позднецветущие и раннецветущие формы) растений. Популяции различались также и по реакции на яровизацию растений, входящих в их состав. Проанализирована динамика уровня транскриптов гена метилтрансферазы гистонов CLF (CURLY LEAF) в ходе яровизации растений A. thaliana из трех изученных популяций Карелии. Показано, что в процессе холодового воздействия транскрипционная активность CLF имеет тенденцию к постепенному усилению к 20-му и 30-му дню яровизации растений, а затем достоверно снижается к 40-му дню (p < 0,01). Результаты ANOVA демонстрируют, что характер изменения транскриптов CLF в ходе яровизации не зависел от принадлежности растений к трем из изученных популяций Карелии (F = 1,1; p = 0,34; η = 0,02). Сопоставление динамики экспрессии гена CLF с динамикой транскриптов гена FLC, контролирующего время цветения, позволило предположить, что метилтрансфераза гистонов CLF участвует в регуляции экспрессии гена FLC при яровизации растений A. thaliana.


Ключевые слова


Arabidopsis thaliana; северные природные популяции; яровизация; ген FLC; ген CLF; PRC2-комплекс

Полный текст:

PDF

Литература


Иванов В. И., Касьяненко А. Г., Санина А. В., Тимофеева-Ресовская Е. А. Краткая характеристика A. thaliana и некоторые сведения о его культивировании, технике скрещиваний и учете изменчивости // Генетика. 1966. № 8. С. 55–70.

Зарецкая М. В., Лебедева О. Н., Федоренко О. М. Особенности транскрипционной активности длинных некодирующих РНК (COOLAIR, COLDAIR и COLDWRAP) при яровизации растений Arabidopsis thaliana северных природных популяций // Генетика. 2023. Т. 59, № 8. С. 938–945. doi: 10.31857/S0016675823080118

Курбидаева А. С., Зарецкая М. В., Солтабаева А. Д., Новокрещёнова М. Г., Куприянова Е. В., Федоренко О. М., Ежова Т. А. Генетические меха- низмы адаптации растений Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. к экстремальным условиям северной границы ареала // Генетика. 2013. Т. 49, № 8. С. 943–953. doi: 10.7868/S0016675813080092

Федоренко О. М., Топчиева Л. В., Зарецкая М. В., Лебедева О. Н. Динамика экспрессии FLC и VIN3 в процессе яровизации растений Arabidopsis thaliana северных природных популяций // Генетика. 2019. Т. 55, № 7. С. 811–818. doi: 10.1134/S0016675819060031

Baile F., Gómez-Zambrano Á., Calonje M. Roles of Polycomb complexes in regulating gene expression and chromatin structure in plants // Plant Commun. 2022. Vol. 3, no. 1. P. 100267. doi: 10.1016/j. xplc.2021.100267

Berry S., Dean C. Environmental perception and epigenetic memory: mechanistic insight through FLC // Plant J. 2015. Vol. 83. P. 133–148. doi:10.1111/tpj.12869 Chen M., Penfield St. Feedback regulation of COOLAIR expression controls seed dormancy and flowering time // Science. 2018. Vol. 360. P. 1014–1017. doi: 10.1126/sience.aar7361

Doyle M. R., Amasino R. M. A single amino acid change in the enhancer of zeste ortholog CURLY LEAF results in vernalization-independent, rapid flowering in Arabidopsis // Plant Physiol. 2009. Vol. 151, no. 3. P. 1688–1697. doi: 10.1104/pp.109.145581

Faivre L., Kinscher N.-F., Kuhlmann A. B., Xu X., Kaufmann K., Schubert D. Cold stress induces rapid gene-specific changes in the levels of H3K4me3 and H3K-27me3 in Arabidopsis thaliana // Front. Plant Sci. 2024. Vol. 15. Art. 1390144. doi: 10.3389/fpls.2024.1390144

Godwin J., Farrona S. The importance of networking: Plant Polycomb Repressive Complex 2 and its interactors // Epigenomes. 2022. Vol. 6, no. 1. P. 8. doi:10.3390/epigenomes6010008

Gutierrez L., Mauriat M., Guenin S., Pelloux J., Lefebvre J. F., Louvet R., Rusterucci C., Moritz T., Guerineau F., Bellini C., Van Wuytswinkel O. The lackof a systematic validation of reference genes: a serious pitfall undervalued in reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) analysis in plants // Plant Biotechnol. J. 2008. Vol. 6. P. 609–618. doi: 10.1111/j.1467-7652.2008.00346.x

He Y. Control of the transition to flowering by chromatin modification // Molecular Plant. 2009. Vol. 2, no. 4. P. 1751–1754. doi: 10.1126/science.1091109




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/eb2054

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019