长期以来，植物生殖发育生物学家们都在寻找控制花器官发育的基因，经过多年的研究提出了著名的花发育“ABC”模型，该模型概括了在花的不同部位不同类型的基因是怎样起作用，从而控制花部器官的发育的，但这一模型仍有很多不清楚的地方。作为单子叶模式植物，水稻的花器官发育在单子叶植物花器官中也具有代表性。2008年9月9日，美国《国家科学院院刊》（PNAS）发表了华中农业大学生命科学技术学院周道绣课题组的一篇学术论文，从表观遗传学的新角度，向人们揭示了一个控制水稻花器官发育的全新分子机理。与经典“ABC”模型不同的是，该课题组通过对一个基因突变体的深入研究，发现该基因可同时影响水稻多个花器官的形成。

 

据文章第一作者博士研究生孙前文介绍，此突变体因JMJ706基因失活而引起器官发育异常，具体表现为内、外壳异常甚至缺失，部分花器官如雌蕊和雄蕊增多，种子变小。他们进一步研究证实，JMJ706是一种组蛋白去甲基化酶基因，可以去除H3组蛋白上第9位赖氨酸上的甲基，控制这些现象的原因是由于JMJ706基因以一种表观修饰的方式控制了在花器官发育过程中一些起重要作用的基因，让这些基因过量表达或者不表达。该基因的独特之处在于，不经过改变DNA序列，而只改变与DNA缠绕的组蛋白的修饰，就可以轻轻松松控制基因的“开”或者“关”。文章通讯作者周道绣教授表示，这是第一个在水稻中阐明功能的组蛋白去甲基化酶基因，也是第一次将表观遗传学的手段应用到水稻花器官发育的研究，同时也为进一步全面揭示水稻花发育调控分子机理提供了一个全新的思路。

 

周道绣教授领导的“水稻表观调控”课题组为张启发院士领导的“基因组研究与水稻遗传改良”国家创新团队的成员之一。他们以单子叶模式植物水稻作为研究对象，目的是阐明组蛋白修饰酶在水稻基因表达调控及生长发育过程中的功能。他们研究发现，植物个体生长发育中一些重要生命现象发生的改变并不一定要依靠DNA序列的改变，而是与DNA序列上的组蛋白修饰密切相关，也就是所谓的表观修饰。他们形象地说，这就像京剧表演，演员肤色没有改变，但经过不同颜色画笔的描绘，呈现出了千变万化的脸谱。

 

表观遗传学（Epigenetics）是近年来新兴的一门研究在没有DNA序列改变的情况下基因功能可逆的、可遗传的变异的生物学学科，组蛋白修饰属于表观遗传学范畴，而对组蛋白修饰酶类的研究，尤其是组蛋白去甲基化酶的研究是当今生命科学研究的热点之一。对这一领域的研究将促使人们对动植物个体生长发育、疾病发病及预防和治疗、植物抗逆，以及杂种优势等许多重要生命现象的发生机理进行重新认识。（来源：华中农业大学 金安江 范敬群）