基因组印记是一种表观遗传学现象，导致子代中来自亲本一方的基因表达，另一方不表达，进而产生母本印记基因和父本印记基因[1]。与哺乳动物相比，开花植物中基因印记主要发生在胚乳。然而，印记基因的生物学功能和基因组印记建立及进化的机制是亟待解决的关键科学问题。瑞典农业大学Claudia Köhler院士课题组发现I型MADS-box转录因子PHERES1调控许多胚乳发育必需的印记和非印记基因[2]。近日，河南农业大学王桂凤课题组应邀在Trends in Plant Science杂志（影响因子为14）发表题为《PHERES1 Controls Endosperm Gene Imprinting and Seed Development》的焦点评论文章。
       近年来，各种开花植物中已鉴定到几十到几百个印记基因。而这些印记基因富集的功能类别在不同的植物中相似性较低。尽管如此，仍有一定数量的印记基因在双子叶和单子叶植物中功能保守。特别是一些母本印记基因，它们一般都参与生殖发育。相比之下，几乎所有的拟南芥父本印记基因均不影响二倍体种子的发育。有趣的是，一部分拟南芥父本印记基因参与建立不同倍性杂交生殖障碍[3]。而PHE1通过结合邻近转座因子控制下游印记基因的表达，揭示了I型MADS-Box转录因子在胚乳细胞化过程中的功能。具体的，PHE1 通过对母体或父本等位基因进行不同的表观遗传修饰，从而激活或阻止相应的等位基因，实现了PHE1对印记基因的精准调控。对母本表达印记基因而言，PHE1的结合位点在父本等位基因上被甲基化，而母本等位基因没有被甲基化，从而使PHE1特异结合并激活母本等位基因；对父本表达印记基因而言，PHE1均可以与母本和父本等位基因结合，但由于母本等位基因被抑制性的H3K27me3修饰，PHE1仅可以结合并激活父本等位基因。此外，I型MADS-Box转录因子通常以异源二聚体的形式增加结合DNA的特异性参与种子早期发育。该评论指出了可能存在的I型MADS-Box转录因子的互作组合以及PHE1-AGL62二聚体共同参与调控胚乳细胞化。       该文章的第一单位为河南农业大学，王桂凤课题组博士生王永彦为第一作者，王桂凤教授为通讯作者。德国莱布尼茨植物遗传和作物研究所江华研究员为共同作者。该研究得到科技部、国家自然科学基金和河南省杰出青年基金等项目资助。该研究是我校河南粮食作物协同创新中心持续坚持“多单位协同创新、多学科交叉融合、多领域优势互补”的又一科技成果。同时，也是我校高层次人才战略和增强国际合作及影响实施成果的重要体现。
       王桂凤课题组长期从事作物种子储藏物质积累的分子机制以及种子发育的遗传与表观遗传调控研究。相关研究以第一作者或通讯作者发表在《Developmental Cell》（2018）、《Plant Cell》（2012, 2014）、《New Phytologist》（2017）和《Plant Physiology》（2019）等期刊。
招聘：课题组长期招聘博士后、博士研究生（农大、澳大利亚新英格兰大学及德国莱布尼茨植物遗传和作物研究所联合培养授予国外学位）、硕士研究生及本科生。有感兴趣的请联系：guifeng.wang@henau.edu.cn，0371-56990324.
课题组简介：http:/a/jiaoshifengcai/zwsw/20180329/4316.html

参考文献：
[1] Gehring, M. and Satyaki, P.R. (2017) Endosperm and imprinting, inextricably linked. Plant Physiol. 173, 143–154.
[2] Batista, R.A. et al. (2019) The MADS-box transcription factor PHERES1 controls imprinting in the endosperm by binding to domesticated transposons. eLife 8, e50541.
[3] Wolff, P. et al. (2015) Paternally expressed imprinted genes establish postzygotic hybridization barriers in Arabidopsis thaliana. eLife 4, e10074.

原文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1360138520300868