中科院發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子SIDof1在番茄果實(shí)成熟中的功能

中國(guó)科學(xué)院植物研究所秦國(guó)政課題組報(bào)道了番茄完成果實(shí)成熟必需的轉(zhuǎn)錄因子SlDof1，敲除SIDof1將延遲果實(shí)成熟的過程。

研究者發(fā)現(xiàn)，在番茄已知的34個(gè)Dof轉(zhuǎn)錄因子中，有29個(gè)基因在果實(shí)成熟的發(fā)育階段表達(dá)，其中5個(gè)基因有顯著上調(diào)。通過病毒介導(dǎo)的基因沉默技術(shù)，發(fā)現(xiàn)只有SlDof1沉默的植物表現(xiàn)出明顯的果實(shí)顏色呈斑片狀表型。SIDof1在番茄成熟期，集中表達(dá)在果皮的維管組織，而非果皮中，蛋白則在果皮組織中明顯積累。隨即，研究者證實(shí)了SIDof1定位在細(xì)胞核中。在RNAi敲除SIDof1的獨(dú)立株系中，果實(shí)成熟的相關(guān)過程，包括番茄紅素的積累和乙烯的積累呈現(xiàn)明顯的減緩，但這一延遲作用不影響果實(shí)最終完成成熟。轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的比較結(jié)果顯示，敲除SIDof1后，有1 728個(gè)基因出現(xiàn)差異表達(dá)，其中872個(gè)基因被上調(diào)，856個(gè)基因呈下調(diào)。有多個(gè)差異表達(dá)基因?qū)儆谝阎墓麑?shí)成熟相關(guān)基因，并得到了定量試驗(yàn)的支持。ChIP-seq試驗(yàn)結(jié)果顯示，SIDof1的全基因組結(jié)合位點(diǎn)22.4%位于啟動(dòng)子區(qū)，主要分布在相對(duì)于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)–200 bp至+100 bp的區(qū)域，證明了其具有結(jié)合DNA，調(diào)控經(jīng)濟(jì)基因轉(zhuǎn)錄的功能。SIDof1主要識(shí)別的基序（motif）包括：A（A/G）AGAG、AAA（T/A）GA和AAAAG（A/G）。位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)2 kb上游區(qū)域內(nèi)的ChIP-seq峰共有2 161個(gè)，對(duì)應(yīng)1 937個(gè)基因，其中與轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)基因相重疊的基因有312個(gè)，這些基因被認(rèn)為是SIDof1的直接靶基因。GO及KEGG富集分析顯示，SIDof1的直接靶基因主要參與植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和多種代謝（糖類、類胡蘿卜素合成等）途徑，與轉(zhuǎn)基因植物的表型相符。

相關(guān)研究成果于2021年9月在線發(fā)表在《Molecular Horticulture》上。