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科研進(jìn)展
昆明植物所發(fā)現(xiàn)擬南芥AGL16與SOC1合作調(diào)控基因組水平基因表達(dá)和開花時(shí)間 文章來源:中國科學(xué)院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國西南野生生物種質(zhì)資源庫 | 發(fā)布時(shí)間:2023-02-03 | 作者:董雪,郭振華,胡金勇 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 開花轉(zhuǎn)型時(shí)間決定了植物適合度并受一個(gè)復(fù)雜基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)調(diào)控,該網(wǎng)絡(luò)整合了內(nèi)在遺傳和外在環(huán)境因素的響應(yīng),如AGL16等MADS-box轉(zhuǎn)錄因子在開花時(shí)間調(diào)控過程中起到了重要作用(Hu et al. 2014);但AGL16在基因組水平上如何影響下游基因及其表達(dá)仍未知。 最近,中國科學(xué)院昆明植物研究所胡金勇團(tuán)隊(duì)與郭振華團(tuán)隊(duì)合作,基于染色質(zhì)免疫共沉淀聯(lián)合高通量測序和一系列遺傳學(xué)和生化與分子實(shí)驗(yàn),對AGL16下游基因譜進(jìn)行了系統(tǒng)識(shí)別。研究發(fā)現(xiàn),AGL16能廣泛結(jié)合到超過2000多個(gè)基因的潛在啟動(dòng)子區(qū)域的CArG-box上;在已知約400個(gè)開花基因清單中,AGL16能結(jié)合到近70個(gè)在不同開花路徑中起調(diào)控作用的基因上,意味著AGL16調(diào)控開花時(shí)間的遺傳結(jié)果可能為不同路徑的凈效應(yīng)。進(jìn)一步分析表明AGL16可結(jié)合到關(guān)鍵開花促進(jìn)基因SOC1啟動(dòng)子的多個(gè)區(qū)域,并抑制其表達(dá);同時(shí),AGL16與SOC1形成異源蛋白復(fù)合物并分享一系列共同靶標(biāo)基因,二者部分相互依賴負(fù)調(diào)控了基因組水平的基因表達(dá);遺傳學(xué)分析表明,AGL16功能缺失在SOC1功能突變背景下使擬南芥開花更加提前。研究不僅揭示了AGL16-SOC1復(fù)合體的復(fù)雜互作和調(diào)控模式,也為進(jìn)一步解析開花時(shí)間調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。 近日,研究以AGL16 regulates genome-wide expression and flowering time with partial dependency on SOC1 in Arabidopsis為題,在線發(fā)表于Plant Physiology上。中國科學(xué)院昆明植物研究所董雪博士開展了全部生物信息學(xué)分析和部分遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn),為文章第一作者。張利平博士開展了大部分染色質(zhì)免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)和部分生化實(shí)驗(yàn),湯銀華和于冬梅博士開展了部分蛋白互作實(shí)驗(yàn),其他作者參與了樣品收集和部分?jǐn)?shù)據(jù)分析等工作。胡金勇和郭振華研究員為共同通訊作者。研究得到了國家自然科學(xué)基金(31570311、31501034、31700275、31800261)和中國科學(xué)院先導(dǎo)B(XDB31000000)等支持,還部分得到了中國西南野生生物種質(zhì)資源庫和中國科學(xué)院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室植物多維成像及多樣性分析等平臺(tái)的幫助。
圖1. AGL16可結(jié)合到近70個(gè)開花基因的啟動(dòng)子區(qū)間
圖2. AGL16與SOC1形成異源蛋白復(fù)合體
圖3. AGL16-SOC1共享靶標(biāo)基因 (責(zé)任編輯:李雪)
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