楊樹MYB074與WRKY19調(diào)控bHLH186進而調(diào)控次生木質(zhì)部的發(fā)育

實驗室前期從楊樹不同組織的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫中鑒定到221個在木質(zhì)部中高表達的轉(zhuǎn)錄因子。文章首先用PtrMYB074的N端蛋白作為誘餌進行酵母雙雜交,從中篩選互作蛋白,篩到54個轉(zhuǎn)錄因子與PtrMYB074互作,隨后在楊樹發(fā)育中的木質(zhì)部原生質(zhì)體中利用BIFC進行互作的驗證。

從篩到的54個轉(zhuǎn)錄因子中挑選了一個PtrWRKY19進行后續(xù)的實驗探索,PtrMYB074與PtrWRKY19均為在木質(zhì)部特意高表達的轉(zhuǎn)錄因子。隨后通過ChIP-seq尋找二者的共同靶基因,其中,PtrbHLH186同樣在木質(zhì)部特意高表達。

在PtrbHLH186的啟動子上游1kb處具有W-box(TTGACT) motif,a binding site for WRKY TFs。在原生質(zhì)體瞬時轉(zhuǎn)化系統(tǒng)以及EMSA中,證明PtrWRKY19與PtrbHLH186的W-box結(jié)合,招募PtrMYB074與PtrWRKY19形成異源二聚體,增強轉(zhuǎn)錄激活活性。利用突變體原生質(zhì)體進行佐證,二者對于PtrbHLH186的激活是至關(guān)重要的。

隨后是對于PtrbHLH186的轉(zhuǎn)基因植株的研究,主要描述了表型:

35S過表達的OE-PtrbHLH186楊樹的表型:矮小,株高、節(jié)間數(shù)、基部直徑均下降。4個OE中挑選一個L4進行后續(xù)的詳細分析。

(1)測定木質(zhì)素:總木質(zhì)素和G木質(zhì)素均增加。在楊樹初生生長階段,木質(zhì)部只有管狀元件,以G木質(zhì)素單體為主。據(jù)此推測,OE植株中導(dǎo)管發(fā)達。

(2)重點觀察次生木質(zhì)部中的細胞類型和形態(tài):導(dǎo)管孔徑減小但數(shù)目增多,總的孔徑面積增加,木質(zhì)化程度提前。實驗室一直做干旱響應(yīng),因此結(jié)合表型又進行了干旱處理,OE植株表現(xiàn)出更強的抗旱能力。



討論:PtrWRKY19-PtrbHLH186的共同靶基因目前被報道的只有這兩個:PtrbHLH186 and PtrVCM2。但是各自調(diào)控的靶基因有上百個,暗示二聚化的調(diào)控可能會存在更加特異的調(diào)控。

【疑惑】生化實驗部分對于“招募”的證明應(yīng)當如何理解?自己今后對于轉(zhuǎn)錄因子涉及的生化實驗的熟悉有待加強。

【筆記】PtrMYB074是雙子葉木本的木材形成中特有的MYB轉(zhuǎn)錄因子。

PtrWOX4a和PtrWOX4b能直接與PtrMYB074互作。

干旱下,植物的導(dǎo)管的孔徑會減小,從而承受更高的水勢,防止空洞和栓塞,更有效率的向上運輸水分。

在木材形成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中,SND和VND被認為是關(guān)鍵調(diào)控因子,MYB是SND的下游。

【學(xué)習】導(dǎo)管孔徑的統(tǒng)計方法

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