DAP-seq助力胡杨耐盐机制的研究Populus euphratica WRKY1 binds the promoter of H+-ATPase gene to enhance gene expr

  2019年9月,北京林业大学和蓝景科信合作,在植物学主流学术期刊***Journal of Experimental Botany***上(IF=5.36),发表了题为“*Populus euphratica* WRKY1 binds the promoter of H+-ATPase gene to enhance gene expression and salt tolerance”的研究成果。该研究借助**DNA亲和纯化测序技术(DNA Affinity Purification Sequencing, DAP-seq)**,深入揭示了胡杨耐盐的分子机制。

研究背景

胡杨(Populus euphratica Oliv.)是西北盐碱荒漠地区,唯一可以形成森林的高大乔木,是研究木本植物耐盐分子和生理机制的模式树种。但是胡杨的基因组相对复杂,高度杂合;而且,胡杨不容易建立遗传转化体系,研究难度大,亟需使用创新技术研究胡杨耐盐的分子机制。
胡杨的耐盐性高于其它种类的杨树,盐胁迫下,胡杨将Na+和Cl-区隔化到细胞的液泡中,限制NaCl向木质部导管的装载。胡杨能促进Na+的外排、减少K+流失,维持离子平衡以降低盐害。胡杨在长期盐胁迫下,能够保持质膜H±ATPase的活性,从而具有较强的Na+/H+逆向转运能力。然而,胡杨质膜H±ATPase的转录与酶活调节机制并不清楚。本研究借助DAP-seq技术,深入研究了PeWRKY1通过调控质膜H±ATPase PeHA1的表达,参与胡杨耐盐性形成的过程。

研究成果

DAP-seq助力胡杨耐盐机制的研究Populus euphratica WRKY1 binds the promoter of H+-ATPase gene to enhance gene expr_第1张图片
图1. 使用DAP-seq技术获得PeWRKY1结合的motif。
DAP-seq助力胡杨耐盐机制的研究Populus euphratica WRKY1 binds the promoter of H+-ATPase gene to enhance gene expr_第2张图片
图2. 使用酵母单杂交技术验证PeWRKY1与PeHA1启动子的互作。
DAP-seq助力胡杨耐盐机制的研究Populus euphratica WRKY1 binds the promoter of H+-ATPase gene to enhance gene expr_第3张图片图3. 使用凝胶阻滞技术(Electrophoretic Mobility Shift Assay, EMSA)验证PeWRKY1与PeHA1启动子中W-box的相互作用。
DAP-seq助力胡杨耐盐机制的研究Populus euphratica WRKY1 binds the promoter of H+-ATPase gene to enhance gene expr_第4张图片图4. 使用荧光素酶检测系统验证PeWRKY1与PeHA1启动子的互作。

研究结论

本研究使用DAP-seq技术,在基因组水平上,鉴定了PeWRKY1转录因子与胡杨基因组DNA的结合位点信息。并通过酵母单杂交、EMSA、荧光素酶检测系统验证了这一结果。盐胁迫促进了PeWRKY1与PeHA1启动子区W-box的结合,从而提高了PeHA1的表达。PeWRKY1与PeHA1的相互作用,有助于增加质膜H±ATPase的活性、促进Na+的排出,使胡杨在盐胁迫下保持离子平衡。

关于DAP-seq

在基因组水平上,鉴定转录因子的结合位点(transcription factor binding sites, TFBS)非常重要。ChIP-seq是进行体内检测TFBS的主要方法。然而,ChIP-seq依赖于抗体质量,这对低表达的蛋白质具有很大的挑战性。所以,ChIP-seq通常在规模上受到限制,难以进行高通量扩展。因此,只有少数转录因子可以获得结合位点信息,大量TFBS的覆盖范围仅适用于人类和一些模式生物。
DAP-seq具有与ChIP-seq同样的功能。通过体外蛋白表达技术,表达出带有标签的转录因子,和基因组DNA文库在体外进行结合,然后分离出所有与转录因子结合的DNA,再使用高通量测序,找到转录因子的结合位点。

DAP-seq的优势

与ChIP-seq相比,DAP-seq不需要针对每个转录因子制备特异性抗体。具有快速、高通量、节约时间成本的优势,并且适用于所有的真核生物。

蓝景科信提供DAP-seq全流程技术服务+个性化数据分析,与中国科学院、中国农业科学院、中国林业科学研究院、浙江大学、中国农业大学、华中农业大学、北京林业大学、河北农业大学等多个科研院所合作,具有丰富的技术服务经验。已经做过的材料包括:拟南芥,水稻,小麦,玉米,大豆,苜蓿,百脉根,菜心,枣,荔枝,香蕉,毛果杨,胡杨,油松。

你可能感兴趣的:(表观)