春化处理（vernalization）是为了促进花芽形成，对发芽种子给予一定时间的低温处理的行为。由于低温处理带来了春天，因此这个行为叫做春化处理。
植物的春化实际是一种表观遗传现象，某些关键基因（如VRN1）的组蛋白修饰发生了变化。但关于全基因组范围的组蛋白修饰变化研究甚少，在这项研究中，作者通过H3K4me3和H3K27me3的ChIP-seq描绘了春化过程中全基因组的组蛋白修饰变化全景。H3K27me3在春化及春化的表观记忆维持中起作用。
选材：二穗短柄草（Brachypodium distachyon）。二穗短柄草是典型单子叶植物模型，具有完整基因组信息，需要春化处理萌芽，且与温带谷物有相近的进化关系。
实验处理条件：
1. 常温处理。昼夜温度分别为24°C : 22°C，昼夜时长分别为16 h : 8 h，光照条件：5500 lx；
2. 低温（春化）处理。昼夜温度为4°C±1°C，昼夜时长分别为16 h : 8 h，光照条件：3000 lx。
ChIP-seq实验设计：
对照组V0：籽苗常温培养17天，无低温处理；
V30：籽苗常温培养14天，低温处理30天；
V30N：籽苗常温培养7天，低温处理30天，再常温培养7天，观察春化后一段时间的变化；
在植物三叶期阶段收集并进行ChIP-Seq（为避免受到生理节律的影响，在一天的同一时间点收集样本），每组均为3个生物学重复。
ChIP-seq结果：H3K4me3和 H3K27me3是两个春化过程中的重要表观修饰，对基因调控的作用相反，它们主要分布于富含基因的常染色质区域。VRN1是已知春化关键基因，H3K4me3主要分布于基因VRN1的转录起始位点（TSS），通过春化处理，H3K4me3在TSS附近的分布增加；而H3K27me3可分布于VRN1的整个基因body，经过春化处理，H3K27me3水平降低，这两种组蛋白修饰的变化在春化处理后一段时间仍可保持（a）。对照基因ACTIN和BM9则未见明显的组蛋白修饰变化。
通过与RNA-seq数据关联分析组蛋白修饰与表达量之间的调控关系：H3K27me3修饰的基因在春化过程中表达量降低，H3K27me3与基因抑制调控有关。
组蛋白修饰水平时序分析结果：春化处过程中，众多基因的H3K4me3和 H3K27me3水平发生变化，为了研究这些基因的作用，作者将这些基因根据变化趋势进行分类，在春化、春化后一段时间基因表达趋势为上调-上调、上调-保持、下调-下调、下调-保持的这些基因可对春化处理进行响应和维持；另一些表达趋势为上调-下调或下调-上调的基因，在春化处理后即逐渐恢复原有水平，这些基因可能是对低温进行响应。
VRN1是已被证明的春化处理中重要的表观调控基因，在这项研究中，作者发现了另一个重要的春化影响基因，能促进开花的VRN3（FT2），而且在研究的4个开花相关的通路中，只有这两个基因的H3K4me3和H3K27me3有显著变化，变化趋势也非常一致。春化过程中VRN1和FT2的H3K4me3修饰增加、H3K27me3修饰降低，与此同时，VRN1和FT2的表达量也显著增加，VRN1和FT2的组蛋白修饰和表达水平，在春化处理后一段时间仍可维持，说明这两个基因与春化的表观记忆相关。
此外作者还分析了日照时长对春化效果的影响，结果显示，长日照的处理效果要好得多。研究还发现春化途径的多个基因受到影响，如VRN2的H3K4me3修饰和表达量上调，VRT2的H3K27me3修饰上调同时表达量下调。此外，其他途径如光照、生物钟相关的一些基因也发生了表观修饰变化，基因PRR5、FKF1的H3K4me3上调，CHE、COP1的H3K4me3下调。
多个基因与春化表观记忆相关：在组蛋白修饰时序分析中，有4类基因（变化趋势分别为上调-上调、上调-保持、下调-下调、下调-保持）在春化后仍然维持组蛋白修饰状态。其中H3K4me3修饰记忆相关基因与营养物质的新陈代谢相关，H3K27me3修饰记忆与物质定位和运输、压力应答、脂类合成等相关。H3K27me3更多的在春化及春化的表观记忆维持中起作用，这些维持春化作用的基因，分布于不同的生理生化途径中，表明春化中的表观遗传记忆不仅控制开花，同时也调控多种生物学过程，使植物为由营养生长阶段转入生殖生长做好准备。
参考文献
Huan, Q. , Mao, Z. , Chong, K. and Zhang, J. (2018), Global analysis of H3K4me3/H3K27me3 in Brachypodium distachyon reveals VRN3 as critical epigenetic regulation point in vernalization and provides insights into epigenetic memory. New Phytol, 219: 1373-1387.
