杨树MYB074与WRKY19调控bHLH186进而调控次生木质部的发育

实验室前期从杨树不同组织的转录组数据库中鉴定到221个在木质部中高表达的转录因子。文章首先用PtrMYB074的N端蛋白作为诱饵进行酵母双杂交,从中筛选互作蛋白,筛到54个转录因子与PtrMYB074互作,随后在杨树发育中的木质部原生质体中利用BIFC进行互作的验证。

从筛到的54个转录因子中挑选了一个PtrWRKY19进行后续的实验探索,PtrMYB074与PtrWRKY19均为在木质部特意高表达的转录因子。随后通过ChIP-seq寻找二者的共同靶基因,其中,PtrbHLH186同样在木质部特意高表达。

在PtrbHLH186的启动子上游1kb处具有W-box(TTGACT) motif,a binding site for WRKY TFs。在原生质体瞬时转化系统以及EMSA中,证明PtrWRKY19与PtrbHLH186的W-box结合,招募PtrMYB074与PtrWRKY19形成异源二聚体,增强转录激活活性。利用突变体原生质体进行佐证,二者对于PtrbHLH186的激活是至关重要的。

随后是对于PtrbHLH186的转基因植株的研究,主要描述了表型:

35S过表达的OE-PtrbHLH186杨树的表型:矮小,株高、节间数、基部直径均下降。4个OE中挑选一个L4进行后续的详细分析。

(1)测定木质素:总木质素和G木质素均增加。在杨树初生生长阶段,木质部只有管状元件,以G木质素单体为主。据此推测,OE植株中导管发达。

(2)重点观察次生木质部中的细胞类型和形态:导管孔径减小但数目增多,总的孔径面积增加,木质化程度提前。实验室一直做干旱响应,因此结合表型又进行了干旱处理,OE植株表现出更强的抗旱能力。



讨论:PtrWRKY19-PtrbHLH186的共同靶基因目前被报道的只有这两个:PtrbHLH186 and PtrVCM2。但是各自调控的靶基因有上百个,暗示二聚化的调控可能会存在更加特异的调控。

【疑惑】生化实验部分对于“招募”的证明应当如何理解?自己今后对于转录因子涉及的生化实验的熟悉有待加强。

【笔记】PtrMYB074是双子叶木本的木材形成中特有的MYB转录因子。

PtrWOX4a和PtrWOX4b能直接与PtrMYB074互作。

干旱下,植物的导管的孔径会减小,从而承受更高的水势,防止空洞和栓塞,更有效率的向上运输水分。

在木材形成的转录调控网络中,SND和VND被认为是关键调控因子,MYB是SND的下游。

【学习】导管孔径的统计方法

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