2020年6月，裴雁曦教授课题组的博士后郝雪峰为第一作者，在Plant and Soil 在线发表了题为 “Hydrogen sulfide mediates DNA methylation to enhance osmotic stress tolerance in Setaria italica L.” 的研究论文。该研究从干旱胁迫响应基因DNA甲基化修饰的角度，探讨了气体信号分子硫化氢（hydrogen sulfide, H2S）对谷子应答干旱胁迫的重要调节作用。文章以山西特色小杂粮晋谷21为实验材料，采用亚硫酸氢盐测序PCR（Bisulfite sequencing PCR, BSP）技术重点检测了干旱胁迫下H2S处理前后关键的抗旱转录因子AREB1、DREB2A、NAC5、ZIP44启动子区的DNA甲基化水平的变化。结果表明：生理浓度的H2S（50 μM）可以有效缓解干旱胁迫引起的DNA甲基转移酶（DNA methyltransferase, DNMT）总活性和转录水平的下降，而H2S生物合成抑制剂羟胺（hydroxylamine, HA）则会加剧这一变化；此外，筛选了6个同时响应“干旱胁迫”和“H2S信号”的抗旱转录因子，对其启动子区的7个CpG岛进一步进行BSP分析。结果显示，在H2S处理下，ZIP44-IS2, NAC5-IS3发生了超甲基化；AREB1-IS2, DREB2A-IS3发生了去甲基化；而ZIP44-IS3, DREB3-IS4, DREB3-IS5则对H2S信号不敏感。该研究首次提出了“H2S信号→DNA甲基转移酶→干旱关键响应基因DNA甲基化→植物干旱胁迫响应”作用通路的存在和作用方式，为深入理解H2S信号，清晰H2S的抗旱生理机制及开发新型植物抗旱剂提供理论基础。
该研究得到了国家自然科学基金（31701342、31671605和31672140）的资助。
文章信息：
Xuefeng Hao, Zhuping Jin, Zhiqing Wang, Wensheng Qin, Yanxi Pei*. Hydrogen sulfide mediates DNA methylation to enhance osmotic stress tolerance in Setaria italica L. Plant and Soil (sci IF 一区). 2020, 453: 355-370.