Genetic and Epigenetic Regulation of Drought Stress Response in Poplar

来源 :第5届中国林业学术大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxq0108
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  Plant growth and forest productivity are severely affected by adverse environmental conditions such as drought stress.Plants respond and adapt to drought stress through coordinated changes at transcriptional level of gene networks.This requires complex transcriptional regulation and a change in chromatin accessibility.However,the molecular connections among these factors and with drought response are not known.Here,we report on the genome-wide distribution pattern of histone H3 lysine 9 acetylation(H3K9ac)and the patterns association with whole genome expression profiles using a combination of chromatin immunoprecipitation and RNA sequencing(ChIP-and RNA-seq)methods in Populus trichocarpa subjected to soil-water depletion.Integrative analysis of ChIP-and RNA-seq results reveals that H3K9ac affects transcription of a number of genes involved in drought stress tolerance.Furthermore,we observed an enrichment of abscisic acid-responsive elements(ABREs)in promoter regions of a set of genes whose transcription levels are significantly associated with H3K9ac modifications in their promoters.To verify our hypothesis that H3K9ac regulates drought stress-responsive genes through the recruitment of histone modifiers to their promoters by corresponding transcription factors(TFs),we examined the interplay between the drought-inducible histone acetyltransferase complexes and ABRE binding protein(AREB)TFs and their action on the putative target genes which negatively regulate drought stress-responsive signaling.Our results indicate that the histone acetyltransferase complexes interact with the PtrAREBs,which directly bind to the ABRE motifs in the promoter of their target genes.The PtrAREBs can recruit the histone acetyltransferase complexes in the promoter of their common target,triggering their transcription activation.We propose that crosstalk between H3K9ac and TFs is important for gene expression reprogramming in plant response to drought and provide a basis for understanding the role of epigenetic modifications in regulating this phenomenon.
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