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LEC1在大豆种子发育过程中发挥核心调控功能的分子基础(2020.1.7 Plant Biotechnology Journal)

2020-02-06

三农资讯半月报 2020年1期
关键词:靶标拟南芥因子

LEC1是调控种子发育的核心转录因子,它在种子的不同发育时期调控不同的发育过程,其中包括胚胎形态建成,光合作用,激素合成与传导,以及种子大分子物质的积累等,但是LEC1是如何参与调控大豆的种子不同发育時期的机制尚不清楚。

近日,加州大学植物生物学系和分子细胞与发育生物学系的Robert B. Goldberg教授和John J. Harada在PNAS上发表了题为“Combinatorial interactions of the LEC1 transcription factor specify diverse developmental programs during soybean seed development”的研究文章。该文章报道了大豆中LEC1与特定的转录因子相互作用调控不同的基因集,从而影响种子不同的发育进程。

在拟南芥中有大量的报道关于LEC1与LEC1-LIKE、ABA INSENSITIVE3 (ABI3), FUSCA3 (FUS3), BASIC LEUCINE ZIPPER (bZIP) TFs相互作用调控植物发育。作者基于拟南芥的先前研究,假设LEC1可能与其他TF共同参与调节种子不同发育阶段的基因。并且集中关注了三种可能与LEC1有互作的三个转录因子bZIP67,AREB3,ABI3,作者通过结合Chip-seq和RNA-seq数据分析出这四个转录因子的靶标基因。并对这些基因进行GO分析,发现这四个转录因子存在大量相同的生物学功能。同时还发现这四种转录因子调控下游的基因也存在大量重叠,通过对这些转录因子调控的基因数目进行分类,可以将其为四类,L(只有LEC1), LA(LEC1与AREB3), LAZ(LEC1,AREB3, bZIP67)和 LAZA(LEC1,AREB3, bZIP67和AB13)。研究发现它们是具有组合调控作用,也就意味着LEC1是与其他转录因子共同调控参与种子发育。

作者同时发现上述LA,LAZ,LAZA靶标基因的TF结合位点距离非常接近,存在顺式调控模块(CRM)。通过对这些CRM分别构建载体进行原生质体转化,发现其对于转录有促进作用,所以作者认为这些CRM具有转录激活功能,能够在种子发育过程中激活LEC1目标基因的转录。

综上LEC1能够和不同的TFs组合共同调节大豆种子的发育过程。这项研究让人们对于LEC1这个种子中核心的转录因子的调控机制有了更深入的了解,能够为育种工作打下理论基础。

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