前沿丨侯喜林教授团队发现不结球白菜耐寒性调控因素

2023-12-08 来源:宣传部 作者:园艺学院 图片:

近日,ENVIRONMENTAL AND EXPERIMENTAL BOTANY在线发表了南京农业大学侯喜林教授团队题为“Genome-wide identification of C2H2-ZFPs and functional analysis of BcZAT12and BcZAT10under cold stress in non-heading Chinese cabbage/不结球白菜C2H2-ZFPs的全基因组鉴定及冷胁迫下BcZAT12和BcZAT10的功能分析”的研究论文。

不结球白菜(Brassica campestrisssp. chinensis)原产于中国,栽培历史悠久,是我国南方及长江流域的重要叶菜。低温严重影响不结球白菜的品质和产量,而C2H2型锌指蛋白(C2H2-ZFPs)在温度响应环境胁迫中发挥着重要作用。运用全基因组鉴定方法鉴定出不结球白菜C2H2-ZFPs基因家族成员,转录组分析筛选出低温胁迫下不结球白菜冷响应关键基因,进一步研究其在冷胁迫下的调控机制。

(1)鉴定出了不结球白菜C2H2-ZFPs 163个基因家族成员,并将其分为9个亚科(图1),筛选到不结球白菜冷响应关键基因BcZAT12和BcZAT10。VIGS(图2)、瞬时转化(图3)、PCR分析等实验表明BcZAT12和BcZAT10负调控不结球白菜耐寒性。

图1不结球白菜C2H2-ZFPs的基因结构分析

图2 VIGS诱导BcZAT12和BcZAT10沉默增强不结球白菜的耐寒性

图3 瞬时转化BcZAT12和BcZAT10减弱不结球白菜的耐寒性

(2)筛选到了BcZAT12的互作蛋白BcABF2和BcABF4(图4),上游基因BcNTL4/BcNAC055(图5)以及下游基因BcCBF1(图6)。

图4BcZAT12与BcABF2和BcABF4互作

图5 BcNTL4/BcNAC055与BcZAT12上的G-BOX元件结合

图6 BcZAT12与BcCBF1上的ACT核心元件结合

本研究发现了BcZAT12与BcZAT10负调控不结球白菜耐寒性,首次证明了BcZAT12蛋白能够与BcABF2/BcABF4蛋白互作,同时发现NAC家族成员BcNTL4/BcNAC055能够结合BcZAT12启动子上的G-BOX元件,而BcZAT12与BcCBF1上的ACT核心元件结合,提出了BcZAT12与BcZAT10影响不结球白菜耐寒性的模型(图7),为进一步探究不结球白菜耐寒调控网络奠定了基础,同时也为不结球白菜遗传改良耐寒品种提供了新思路。

图7 BcZAT12与BcZAT10影响不结球白菜耐寒性的模型

南京农业大学硕士研究生陈蕾为该论文的第一作者,园艺学院侯喜林教授为该文的通信作者。博士研究生蒋程、毕业硕士生叶丽、高跃参与了本项研究。本研究获得了江苏省高等学校优势学科建设项目的资助。

论文链接

https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2023.105574

审核:吴峰 赵烨烨

校对:权灵通 谷雨

编辑:赵烨烨

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