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DAP-seq在NAC转录因子负调控水稻对稻瘟病免疫反应中的应用

发布时间:2022-11-15   点击次数:94次
植物会面临各种生物和非生物胁迫。为了适应环境、抵御胁迫,植物进化出了复杂的基因表达重编程机制,从而激活自身免疫反应,在这个过程中往往需要多种不同的转录因子参与。NAC转录因子家族是植物基因组中最大的转录因子家族之一,也是植物特有的转录因子。水稻中多个ONAC成员参与水稻免疫反应。


2022年10月29日,浙江大学农业与生物技术学院宋凤鸣课题组的最新研究成果,发表在学术期刊Journal of Integrative Plant Biology上,文章题目为“The NAC transcription factor ONAC083 negatively regulates rice immunity against Magnaporthe oryzae by directly activating transcription of the RING-H2 gene OsRFPH2-6"。该期刊的影响因子为9.106。该研究使用DNA亲和纯化测序(DAP-seq) 技术鉴定了水稻中转录因子ONAC083的结合基序和靶基因。进一步研究揭示了OsNAC083通过结合ACGCAA元件影响OsRFPH2-6转录,进而负调控水稻对稻瘟病的抗性。

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NAC转录因子通过与启动子中特定的顺式元件结合,调节下游基因的表达,在植物免疫中发挥关键作用。其中,NAC家族转录因子成员ONAC083对生物和非生物胁迫都有响应性,然而其确切的功能和分子机制尚不清楚。

该研究发现ONAC083是一个核定位的转录激活子,其表达受稻瘟病菌侵染的诱导。敲除ONAC083后,增强了水稻植株对稻瘟病的抗性,提高了几丁质诱导的模式触发免疫反应(PTI);过表达ONAC083后削弱了水稻植株对稻瘟病的抗性及免疫反应。但是,ONAC083并不影响水稻对白叶枯病的抗性。


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图1. 转录因子ONAC083与ACGCAA元件的结合活性分析(A为DAP-seq鉴定结果)



此外,在82个基因的启动子中发现了ONAC083的结合位点,并发现ONAC083特异性地与一个具有核心序列ACGCAA的保守元件结合。ONAC083通过直接与ACGCAA元件结合,激活了OsRFPH2-6、OsTrx1和OsPUP4基因的转录。OsRFPH2-6编码一个具有N端跨膜区和C端RING结构域的RING-H2蛋白,该蛋白能够负调控水稻对稻瘟菌和几丁质诱导的PTI免疫反应。这些结果表明,ONAC083通过结合OsRFPH2-6基因启动子中的ACGCAA元件,直接激活OsRFPH2-6的转录,从而负向调控水稻对稻瘟病菌的免疫反应。该研究为水稻NAC转录因子在免疫反应中的分子调控网络提供了一个新的视角。



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