DAP-seq技術在研究木薯響應干旱脅迫分子機制中的應用

2022年9月1日，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶生物技術研究所功能基因研究組的最新研究成果，在學術期刊Plant Biotechnology Journal上發(fā)表，文章題目為 “A CC-type glutaredoxin, MeGRXC3, associates with catalases and negatively regulates drought tolerance in cassava (Manihot esculenta Crantz)"。該期刊的影響因子為13.263。該研究使用DNA親和純化測序(DAP-seq) 技術鑒定了木薯中轉錄因子MeTGA2的結合基序、預測了其靶點。進一步研究揭示了MeGRXC3調控過氧化氫酶活性響應植物干旱脅迫的分子機制，為利用基因工程策略開發(fā)抗旱高產(chǎn)木薯新品種提供了寶貴的基因資源。

谷氧還蛋白(GRXs)在植物響應環(huán)境變化的活性氧(ROS)穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮至關重要的作用。研究人員在木薯中發(fā)現(xiàn)了幾種對干旱敏感的CC型GRXs。然而，CC型GRXs如何調控干旱脅迫下木薯的ROS穩(wěn)態(tài)尚不清楚。該研究對MeGRXC3基因參與木薯ROS信號轉導和干旱脅迫響應的分子機制進行了深入的探究。

該團隊通過目標區(qū)間重測序和抗旱指標的關聯(lián)分析，確定了MeGRXC3與干旱脅迫下木薯葉片中的過氧化氫酶活性顯著相關。通過抗旱表型分析，發(fā)現(xiàn)MeGRXC3負調控干旱和脫落酸誘導的氣孔關閉，從而影響轉基因木薯的干旱耐受性。進一步分析發(fā)現(xiàn)，MeGRXC3可以拮抗性調控過氧化氫在木薯葉片表皮細胞和保衛(wèi)細胞中的分布。

圖1. MeGRXC3與轉錄因子MeTGA2在細胞核中相互作用

圖2. MeGRXC3調控過氧化氫酶響應干旱脅迫的作用模式