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组蛋白甲基化修饰作为表观遗传调控的重要机制之一,在植物生长发育及非生物逆境胁迫响应的转录调节等方面都发挥着极为重要的作用。组蛋白甲基化修饰由组蛋白甲基转移酶和去甲基化酶两者共同催化调节。 本研究以经济类的模式植物番茄(Solanum lycopersicum)为对象,克隆了番茄中组蛋白去甲基化酶并且初步探索了这些蛋白在果实成熟和衰老中的功能。采用生物信息学结合分子生物学研究显示,番茄基因组编码了25个组蛋白去甲基化酶,按其结构域特征划分为与人类LSD1蛋白同源的LSD1家族和包含JmjC结构域的JMJs家族。LSD1家族有5个成员,而JMJs家族有20个成员。同时,对19个番茄组蛋白去甲基化酶蛋白进行亚细胞定位分析显示,除了SlJMJC2明显定位于细胞质,其余18个组蛋白去甲基化酶都定位于细胞核内。对这些编码组蛋白去甲基化酶的基因的表达模式分析结果显示,这些基因在番茄果实不同发育期的表达量有所不同,但都在果实成熟期表达量较高,而LSD1家族基因在果实红熟期表达量最高,与重要的乙烯转录因子SlEIN3表达量相似,推测其可能参与番茄果实成熟与衰老的过程。此外,构建了并获得了多个番茄组蛋白去甲基化酶在拟南芥中的超表达转基因材料。 综上所述,本研究鉴定了番茄中的组蛋白去甲基化酶,研究了番茄组蛋白去甲基化酶在拟南芥原生质体中的亚细胞定位及其在果实成熟和衰老过程中的表达模式,并构建了多个组蛋白去甲基化酶在拟南芥中的超表达转基因材料。本研究为后续揭示组蛋白去甲基化酶参与番茄果实成熟与衰老的分子机制的研究奠定了坚实的基础。