《Journal of Integrative Agriculture》:GhSBP1 promotes cotton fiber initiation and elongation by activating
GhNRT1.5,
GhEzrA, and
GhSH3P2.
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棉花纤维发育调控机制研究。通过鉴定GhSBP1转录因子,发现其过表达促进纤维伸长和初生纤维形成,敲除则抑制。DAP-seq证实GhSBP1直接结合GTAC基序,调控GhNRT1.5、GhEzrA和GhSH3P2表达。
李欣|柴家权|侯立勇|赵增强|谢宗明|李有忠|朱立平
中国河南省开封市河南大学生命科学学院棉花生物育种与综合利用国家重点实验室,邮编475004
摘要
SQUAMOSA-PROMOTER BINDING PROTEIN (SBP) 转录因子是植物特异性的,在许多植物物种的发育过程中起着关键作用。SBP 转录因子对植物的生长、发育和细胞伸长至关重要。然而,SBP 蛋白在 Gossypium hirsutum L.(棉花)中调节纤维发育的机制仍不甚清楚。在本研究中,我们鉴定出一种属于 SBP 家族的转录因子,命名为 GhSBP1。过表达 GhSBP1 可增加纤维细胞长度和纤维形成频率,而敲除 GhSBP1 会导致纤维变短且纤维形成减少,这表明 GhSBP1 对纤维的伸长和形成都具有促进作用。利用棉花纤维进行的 DNA 亲和纯化测序 (DAP-seq) 分析显示,GhSBP1 直接结合 GTAC 动机序列,这是一种关键的 顺式 调控元件。我们筛选出三个在纤维快速伸长阶段高表达的基因:GhNRT1.5、GhEzrA 和 GhSH3P2。酵母单杂交实验、荧光素酶报告基因实验以及电泳迁移率检测均证实 GhSBP1 与这些基因的启动子直接相互作用。此外,过表达 GhSBP1 可上调这些下游基因的表达,而敲除 GhSBP1 会导致其表达下调。综上所述,这些发现表明 GhSBP1 通过调节 GhNRT1.5、GhEzrA 和 GhSH3P2 的转录来促进棉花纤维的发育。本研究不仅加深了我们对 GhSBP1 在棉花纤维发育中功能的理解,还为通过调控 GhSBP1 及其相关调控网络提高棉花纤维产量提供了潜在的遗传靶点。