近日，《Plant Physiology》杂志在线发表米乐mile体育官网生命科学学院赵翔宇教授、周超副教授课题组的研究论文，题为“ZmSSRP1-mediated chromatin Accessibility Modulates Maize Development via Regulation of ZmBRD1 Transcription”。该研究综合运用图位克隆、多组学联合分析及分子生化验证，揭示了FACT复合体亚基ZmSSRP1通过介导染色质开放状态动态变化，调控油菜素内酯（Brassinosteroid， BR）合成关键基因ZmBRD1的转录水平，进而改变玉米内源BR活性物质含量，最终协同调控籽粒发育与株型建成的分子机制。该成果为玉米高产耐密分子育种提供了重要理论依据与优异基因资源。
图1 ZmSSRP1调控玉米籽粒及株型发育的分子机制模型
染色质动态调控是真核生物基因表达调控的核心环节。促染色质转录复合体FAcilitates Chromatin Transcription（FACT）通过介导核小体组装与去组装调控转录，但其在玉米生长发育中的具体功能和调控机制仍有待解析。研究团队通过EMS诱变获得玉米发育突变体smk301，其纯合突变体表现为籽粒变小、株高降低。利用图位克隆将突变位点定位于8号染色体，确定基因为ZmSSRP1。CRISPR/Cas9敲除该基因降低粒重，过表达则显著提高粒重，证实ZmSSRP1正向调控籽粒发育。该基因组成型表达且定位于细胞核，可与ZmSPT16形成 FACT 复合体。多组学分析表明，突变体整体染色质开放度降低，下游基因富集于染色质组装与激素通路，其中ZmBRD1等基因开放度与表达显著下调。ChIP-qPCR证明ZmSSRP1结合ZmBRD1启动子开放区域调控其转录。ZmBRD1为BR生物合成关键限速酶，突变体中BR活性物质含量大幅下降，外源施加BR能部分恢复突变体株高与籽粒表型。综上，本研究揭示ZmSSRP1维持染色质开放，激活ZmBRD1转录以保证正常BR合成，进而协同调控玉米籽粒与株型发育的分子机制。该研究阐明了玉米FACT复合体的生物功能，建立染色质重塑调控激素合成的新通路。
米乐mile体育官网生命科学学院已毕业博士研究生武嘉文、已毕业硕士研究生王煜与在读博士郑光明为该论文的并列第一作者。米乐mile体育官网生命科学学院赵翔宇教授与周超副教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
编 辑：万 千
审 核：贾 波
