通过光合作用所产生糖这一生理过程对维持植物的存活和发育至关重要。葡萄糖除了是细胞的基础构件分子和能量代谢的中枢分子,它还是一种类激素物质,能作为一种信号分子调控有机体的生理机能、新陈代谢以及基因表达等过程。并且,与多种糖信号分子比较而言,葡萄糖信号分子是最古老和最保守的。但是植物是如何识别并传递外界环境和内部产生的糖信号从而调控植物的生长发育过程的呢?目前有大量研究基础的就是植物中最重要的葡萄糖特异性的感受器HXK1。现有研究表明它可以通过招募一些转录因子形成复合体,从而对下游靶基因表达水平进行调控,最终调节植物的生长发育全过程。但是在这一过程中表观遗传调控的作用目前还是未知的,即使有关非生物胁迫诱导表观遗传变化已有诸多报道。而在表观遗传调控元件中,人们关注最多的就是最为保守的Polycomb group(Pc G)和Trithorax group(Trx G)两大蛋白家族。Pc G蛋白一般和抑制基因表达相关,其主要以PRC1和PRC2两组复合物的形式存在,而PRC2三甲基化H3K27是Pc G蛋白抑制靶基因转录的标志。已报导的PRC2和PRC1复合体的多个成员中包括三种H3K27三甲基转移酶:MEA、CLF和SWN。而Trx G蛋白一般和激活基因表达相关,其通常是H3K4甲基转移酶或者ATP依赖的染色质重塑酶。已有研究表明,这两个蛋白家族通常起拮抗作用,最终在基因表达上形成一个平衡的,最优化的状态。我们实验室之前发现了atx5突变体存在着显著的糖高敏表型,而ATX5属于Trx G蛋白家族的蛋白家族。所以,本实验主要以MEA、CLF和SWN基因功能缺失突变体为实验材料,通过遗传学、分子生物学、生物信息学和生物化学等方法对Polycomb group(Pc G)蛋白家族的表观遗传调控元件是否能参与HXK1依赖的葡萄糖信号途径进行了探究。实验结果如下:(1)通过对clf、swn和mea突变体植株在高糖条件下的表型观察,得出结论:clf和swn表现为葡萄糖不敏感的表型。(2)通过对6%葡萄糖的MS培养液处理了0 h和1 h的Col-1、clf、swn以及hxk1四种材料进行初步的RNA-seq测序分析,得出结论:CLF、SWN以及HXK1可能共同调控某些靶点。(3)通过将HXK1-GFP载体和带有核定位信号的NLS-RFP载体共转拟南芥原生质体后培养并在荧光显微镜下进行观察,得出结论:拟南芥HXK1能在细胞核中表达。(4)通过Co-IP实验,得出结论:拟南芥HXK1和CLF能在体内互作。(5)通过对clf hxk1双突变体进行糖表型检测,得出结论:clf hxk1双突变体表现为葡萄糖不敏感的表型。综合上述实验室结果,我们认为CLF能参与HXK1依赖的葡萄糖信号途径,通过与HXK1形成复合体,共同调控HXK1下游靶基因应答葡萄糖信号。