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植物表观基因组项目文章3连发，水稻、棉花和葡萄转录因子研究近期，爱基百客植物表观基因组项目文章喜讯频出，分享3篇植物转录因子相关的项目文章。 Nuclear translocation of OsMADS25 facilitated by OsNAR2.1 in response to nitrate signal promotes root growth by regulating the expression of OsMADS27 and OsARF7 in rice
2023年6月24日浙江大学甘银波教授和南京农业大学范晓荣教授在Plant Communications（IF: 10.5）发表题为“Nuclear translocation of OsMADS25 facilitated by OsNAR2.1 in response to nitrate signal promotes root growth by regulating the expression of OsMADS27 and OsARF7 in rice”的研究论文。该研究利用ChIP-seq、ChIP-qPCR、Y1H和LUC技术研究了OsMADS25响应硝酸盐信号调控水稻根系生长发育的详细机制。爱基百客为该研究提供ChIP-seq的技术支持。
硝酸盐是一种重要的氮源，也是调控植物生长和发育的信号分子。虽然硝酸盐信号通路的几个组成部分已被确定，但其详细机制仍不清楚。作者以前的研究结果表明，OsMADS25可以响应硝酸盐信号调节根的发育，但其机制尚不清楚。在这里，作者试图回答两个关键问题，OsMADS25是如何从细胞质移动到细胞核的，以及当OsMADS25响应硝酸盐信号移动到细胞核时，它可能激活哪些直接靶基因来调节根的生长。研究结果首先发现，在硝酸盐存在的情况下，OsMADS25能从细胞质移动到细胞核，而且这种移动是以依赖于OsNAR2.1的方式进行的。其次，作者的 ChIP-seq、ChIP-qPCR、Y1H 和 LUC 实验表明，OsMADS25 可以直接激活OsMADS27和OsARF7的表达，据报道这两个基因与根生长相关。第三，作者发现OsMADS25-RNAi 株系、Osnar2.1突变体和OsMADS25-RNAi Osnar2.1株系对硝酸盐供应的根系生长显著低于野生型，并且OsMADS27和OsARF7的表达在这些株系中受到显著抑制。总之，该研究揭示了一种新的机制，即OsMADS25与OsNAR2.1相互作用，这是OsMADS25核积累所必需的，进而以硝酸盐依赖的方式促进OsMADS27和OsARF7的表达和根的生长。
图1. OsMADS25响应硝酸盐信号以调节水稻根系生长的工作模型。 Characterization of chromatin accessibility and gene expression reveal the key genes involved in cotton fiber elongation
2023年7月5日郑州大学农学院棉花生物育种与综合利用国家重点实验室的李付广/杨作仁研究员团队在Physiologia Plantarum（IF: 6.4）发表题为“Characterization of chromatin accessibility and gene expression reveal the key genes involved in cotton fiber elongation”的研究论文。本研究利用ATAC-seq技术，并联合RNA-seq，以全面了解WT和Li2突变体纤维发育过程中的分子/遗传机制。爱基百客为该研究提供ATAC-seq和RNA-seq的技术支持。
棉花（Gossypium hirsutum L.）是一种重要的经济作物，棉纤维是最长的植物细胞之一，为研究细胞伸长和次生细胞壁合成提供了理想的模型。棉花纤维长度受多种转录因子（TF）及其靶基因的调控，但转录调控网络介导的纤维伸长机制在很大程度上仍不清楚。在这里，作者采用ATAC-seq和RNA-seq分析，利用短纤维突变体ligon linless-2 （Li2） 和野生型 （WT） 鉴定纤维伸长转录因子和基因。共鉴定出499个差异靶基因，GO分析表明，差异基因主要参与植物次生壁合成和微管结合过程。对基因组优先可及区（Peak）的分析已经确定了许多过度表达的TF结合基序，突出了对棉纤维发育重要的TF组。利用ATAC-seq和RNA-seq数据，作者构建了每个TF调控靶基因的功能调控网络，以及TF调控差异靶基因的网络模式。此外，为了获得与纤维长度相关的基因，还将差异靶基因与FLGWAS数据相结合，以确定与纤维长度高度相关的基因。作者的工作为棉纤维伸长提供了新的见解。
图2. 影响纤维伸长的TF示意图。 Transcription factor VvWRKY70 inhibits both norisoprenoid and flavonol biosynthesis in grape
2023年7月20日中国农业大学食品科学与营养工程学院的潘秋红教授团队在Plant Physiology（IF: 7.394）发表题为“Transcription factor VvWRKY70 inhibits both norisoprenoid and flavonol biosynthesis in grape”的研究论文。该研究利用Y1H结合EMSA和ChIP-qPCR技术，鉴定到一个负调控因子VvWRKY70在高温和光照条件下通过抑制VvBCH2和VvCHS3的表达来减少降异戊二烯和类黄酮的产生，丰富了我们对葡萄中光照和高温介导的类异戊二烯和类黄酮代谢调控网络的理解，并为协调调控葡萄浆果的多种品质提供了一个视角。爱基百客为该研究提供ChIP-qPCR的技术支持。
降异戊二烯和黄酮醇是葡萄（Vitis vinifera L.）果实中重要的次生代谢产物。前者是类胡萝卜素裂解产生的一类普遍存在的风味和芳香化合物，后者来源于类黄酮代谢途径，已被认为是红葡萄的一般品质标志。然而，对降异戊二烯和黄酮醇产生的转录调控机制仍不完全清楚。在这项研究中，作者鉴定了一种转录因子VvWRKY70，它是葡萄浆果中降异戊二烯和黄酮醇生物合成的抑制因子，其表达受光照和高温处理的影响而下调。在葡萄愈伤组织中过表达VvWRKY70通过抑制类异戊二烯和类黄酮类代谢途径中几个相关基因的表达，减少了降异戊二烯和类黄酮的产生，特别是在光照或高温下。基于Y1H结合EMSA和ChIP-qPCR，VvWRKY70下调 β-胡萝卜素羟化酶2（VvBCH2）和查尔酮合成酶3（VvCHS3）的表达。作者讨论了VvWRKY70在类异戊二烯和类黄酮代谢的协调调节网络中的作用。这些研究结果为改善水果作物及其加工产品的风味、色泽等综合品质提供了理论依据。
图3. 葡萄果实中VvWRKY70在光和高温介导的降异戊二烯和黄酮醇代谢转录调控中的作用模型 爱基百客专注于提供领先的表观组学技术服务，有表观相关需求的老师欢迎咨询。
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