DNA甲基化是植物和动物中广泛存在的一种表观遗传修饰，能够在不改变DNA序列的情况下调控基因表达。在植物中，RNA介导的DNA甲基化（RdDM）途径是建立和维持DNA甲基化的关键机制，能够抑制转座子（TE）的活性和调控基因表达。RdDM在植物发育中的作用已被广泛研究，对于不同物种的重要性并不相同，但其具体原因尚不清楚。例如，拟南芥中RdDM途径关键组分的nrpd1突变体在营养生长和生殖发育中表现出的表型较为温和，而在番茄中NRPD1的缺失则导致胚胎发育异常和种子不育。
中国科学院植物研究所王台研究组解析了RdDM对番茄胚胎发育和种子脱水耐性的影响。研究发现SlNRPD1的失活导致CHH甲基化水平和24-nt siRNA的显著降低，同时伴随着内切核糖核酸酶SlDCL2b/c/d的特异性激活与21-22 nt siRNA的积累。在番茄中，转座元件（TEs）和非TE重复序列通常位于SlWOXs和SlPINs基因体内或附近，而AtWOXs和AtPINs基因座上的转座子和重复序列相对较少。NRPD1的缺失引起的重复序列CHH低甲基化可能通过改变WOX/auxin信号通路的基因表达，进而导致胚胎发育缺陷和种子不育。该研究为理解DNA甲基化在植物生殖发育中的调控机制提供了新的视角，为作物育种提供新的策略。
该成果于2月21日在线发表于国际学术期刊Cell Reports。植物所博士研究生冯伊瑄为该论文的第一作者，刘玲童副研究员和王台研究员为该论文的通讯作者。本研究得到了中国科学院青年创新促进会、中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115345
（分子生理实验室供稿）
RdDM调控番茄胚胎发育和种子耐脱水性的模式图
