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，中國熱帶農業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抗旱高產木薯新品種提供了寶貴的基因資源。

谷氧還蛋白(GRXs)在植物響應環境變化的活性氧(ROS)穩態中發揮至關重要的作用。研究人員在木薯中發現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穩態尚不清楚。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。

該團隊通過目標區間重測序和抗旱指標的關聯分析，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，發現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。進一步分析發現，MeGRXC3可以拮抗性調控過氧化氫在木薯葉片表皮細胞和保衛細胞中的分布。

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