4月9日，生命科学学院牛庆丰团队联合南方科技大学郎曌博、朱健康院士团队，在国际著名期刊《PNAS》刊发DNA甲基化介导番茄果实成熟最新研究成果。
果实成熟是涉及质地软化、色泽转变与风味物质合成的复杂生物学过程，直接影响营养品质与商品价值。在番茄作物中，这一过程由乙烯信号与多层级转录网络（如HY5、RIN、FUL1等核心转录因子）协同调控。近年研究揭示，这些因子通过调控类黄酮、茄碱及糖酸代谢网络，塑造果实品质。研究人员发现，DNA甲基化等表观遗传修饰在果实发育和成熟过程中形成了多层次、动态的精细调控网络。DNA甲基化修饰在果实发育和成熟过程中可能起着分子开关的关键作用。DNA甲基化作为一种表观遗传修饰在果实成熟调控中的重要性也受到广泛的关注，但SlDML2通过调控番茄果实发育和成熟的分子机制尚不清楚。
研究人员通过本研究首次证实RIN和FUL1是DNA甲基化动态变化与果实成熟表型关联的核心因子。进一步研究证实，DNA甲基化修饰通过局部染色质紧缩（≤100 bp）特异性抑制RIN结合，来对下游靶基因调控提供“表观遗传许可”。这为理解植物中DNA甲基化对转录因子结合和转录调控机制提供了新的见解。研究阐明了番茄成熟的表观遗传调控核心机制，去甲基化酶SlDML2通过启动子区DNA去甲基化，直接激活成熟关键转录因子RIN和FUL1的表达，确立其在果实成熟调控网络中的核心地位。揭示MADS-RIN对下游靶基因的调控依赖于SlDML2介导的启动子去甲基化，提出“表观遗传许可”调控新模型（图1）。该研究成果推动“果实成熟分子开关”理论进入表观遗传调控新维度，为园艺作物成熟调控提供全新研究范式。
该研究不仅丰富了我们对果实成熟调控机制的认识，还为通过表观遗传修饰手段改良果实品质提供了理论依据，有望为番茄等果实作物的遗传改良和生产实践带来新的突破。
我校生命科学学院牛庆丰教授为本文第一作者，博士后许雅萍为论文共同第一作者。南方科技大学朱健康院士和郎曌博教授为论文共同通讯作者。学校为研究论文的第一单位。该项目得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和安徽省高校知名专家项目以及学校高层次人才经费等项目的资助。
论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2422798122