玉米EMF2b-1通过招募PRC2调控胚乳细胞周期

背景：Polycomb抑制复合物2（PRC2）通过建立H3K27me3修饰调控基因表达，但其在大型作物基因组中的靶向机制尚不清楚。谷物胚乳发育依赖于有丝分裂和核内复制的紧密协调转换，这对最终籽粒大小至关重要。本文鉴定出玉米SUZ12同源蛋白EMF2b-1是胚乳细胞周期和籽粒生长的关键调控因子。结果：EMF2b-1的功能缺失突变导致籽粒变小和核内复制增强。emf2b-1突变体表现出细胞尺寸减小和细胞分化延迟，同时H3K27me3水平显著下降。转录组和H3K27me3 ChIP-seq分析鉴定出353个下游靶基因，其H3K27me3水平降低且表达上调，其中98个直接靶基因富集于细胞周期和核内复制功能。值得注意的是，籽粒大小调控因子ZmDA1（一个抑制细胞分裂并促进核内复制的DA1同源基因）是EMF2b-1-PRC2复合物的直接靶标，在emf2b-1突变体中上调，这与其限制籽粒大小的已知功能一致。进一步的基序富集和EMF2b-1免疫沉淀-质谱分析表明，胚乳特异性转录因子BZR1-9招募EMF2b-1-PRC2复合物至ZmDA1位点，从而抑制其表达以调控细胞周期和核内复制。结论：这些发现证明EMF2b-1对玉米胚乳发育过程中的细胞周期至关重要，并揭示了一种转录因子引导的PRC2招募机制，这是一种与拟南芥和果蝇中Polycomb靶向机制平行的进化保守策略。