DNAハイパーメチル化は、春化時のオーチャードグラスの開花を促進します

環境要因の影響を受ける春化は、温帯作物の生産性に関連する重要なプロセスであり、その間に遺伝子発現のエピジェネティックな調節が重要な役割を果たします。DNAメチル化は、遺伝子発現の制御に関連する主要なエピジェネティックなメカニズムの1つですが、温帯化植物の春化誘発性開花中の遺伝子発現の調節におけるDNAメチル化の全体的な変化は、ほとんど決定されていません。春化関連DNAメチル化ダイナミクスを特徴付けるために、vernal鳥類化中にオーチャードグラス（Dactylis glomerata）で全ゲノムビスル酸塩処理シーケンスとトランスクリプトームシーケンスを実行しました。結果は、オーチャードグラスの早期春化中のゲノムDNAメチル化のレベルの増加が、DNAメチルトランスフェラーゼおよびデメチラーゼ遺伝子の転写変化と関連していることを明らかにしました。早期の春浸透中の春化関連遺伝子の上方制御された発現は、これらの遺伝子のプロモーター領域でのMCHHの増加に起因していました。外因性DNAメチル化加速器の適用またはオーチャードグラス核ポリ（A）ポリメラーゼ（DGPAPS4）の過剰発現は、初期の開花を促進し、DNA高メチル化が汎用化誘発性開花に重要な役割を果たすことを示しています。総称して、我々の発見は、慈善誘発性の高メチル化が花の原始の開始と発達の原因であることを明らかにしました。これらの観察結果は、温帯草の春化の制御の根底にある分子メカニズムに関するさらなる研究のための理論的基盤を提供します。

Vernalization, influenced by environmental factors, is an essential process associated with the productivity of temperate crops, during which epigenetic regulation of gene expression plays an important role. Although DNA methylation is one of the major epigenetic mechanisms associated with the control of gene expression, global changes in DNA methylation in the regulation of gene expression during vernalization-induced flowering of temperate plants remain largely undetermined. To characterize vernalization-associated DNA methylation dynamics, we performed whole-genome bisulfite-treated sequencing and transcriptome sequencing in orchardgrass (Dactylis glomerata) during vernalization. The results revealed that increased levels of genome DNA methylation during the early vernalization of orchardgrass were associated with transcriptional changes in DNA methyltransferase and demethylase genes. Upregulated expression of vernalization-related genes during early vernalization was attributable to an increase in mCHH in the promoter regions of these genes. Application of an exogenous DNA methylation accelerator or overexpression of orchardgrass NUCLEAR POLY(A) POLYMERASE (DgPAPS4) promoted earlier flowering, indicating that DNA hypermethylation plays an important role in vernalization-induced flowering. Collectively, our findings revealed that vernalization-induced hypermethylation is responsible for floral primordium initiation and development. These observations provide a theoretical foundation for further studies on the molecular mechanisms underlying the control of vernalization in temperate grasses.