DAP-seq助力揭示甘蓝型油菜BnaA9.NST3通过光周期途径调控开花的新机制

2026年08月25日 17:53:14 人气: 24 来源: 蓝景科信河北生物科技有限公司

文献题目：The transcription factor BnaA9.NST3 promotes flowering via the photoperiod pathway in Brassica napus L.

发表期刊：Plant Physiology

影响因子：8.2

物种：甘蓝型油菜

发表时间：2025年5月23日

发表单位：西南大学

蓝景科信提供：DAP-seq技术服务

主要研究结果

甘蓝型油菜是重要的油料作物之一，生育期跨度大、种植区域广，可通过调整开花时间适应不同地理环境。开花期是与油菜产量密切相关的核心性状。因此，解析油菜开花时间的遗传调控机制、明确其环境适应性机理，具备重要生产应用价值。此前已有研究表明，植物次生壁合成与开花进程存在关联。生殖生长启动的典型特征之一就是植株次生生长增强，开花会触发茎秆木质部扩张，但目前开花转变过程中地上部发育重塑与次生生长耦联的分子遗传机制尚不明确。

本研究鉴定出NAC家族转录因子BnaA9.NST3（次生壁增厚调控因子3），该蛋白是调控甘蓝型油菜木质部纤维细胞次生壁合成的关键因子。研究通过DAP-seq结合RNA-seq分析发现，BnaA9.NST3能够直接结合并激活光周期通路核心基因BnaC8.NF-YC9、BnaA10.CO及BnaC9.CO的启动子。酵母双杂交、酵母三杂交与免疫共沉淀实验进一步证明，BnaC8.NF-YC9可与Bna.CO蛋白相互作用形成NF-CO复合物，通过调控开花素基因Bna.FT的表达，最终介导油菜开花进程。基因功能验证实验表明，沉默BnaC8.NF-YC9仅能部分恢复BnaA9.NST3过表达株系的早花表型，证明BnaA9.NST3还可通过不依赖NF-CO复合物的通路调控开花。昼夜节律表达分析显示，长日照环境下，BnaA9.NST3过表达可显著上调BnaA10.CO的表达，而敲除BnaA9.NST3并未造成BnaA10.CO表达明显下降，推测油菜基因组中存在基因功能冗余现象。此外，本研究还证实开花素可反向诱导BnaA9.NST3表达，二者形成正向反馈调控环路，协同调控甘蓝型油菜的开花发育与茎秆次生壁生物合成。

本研究在油菜中揭示了开花与次生生长的协同调控网络，丰富了开花调控的分子机理，也为培育花期适宜的甘蓝型油菜品种提供了候选基因靶点。

图1. 鉴定BnaC8.NF-YC9为BnaA9.NST3的下游靶基因。（A）基于DAP-Seq结果，对BnaA9.NST3的靶基因进行GO富集分析。（B）左上方韦恩图展示：相较于野生型，过表达株系上调基因、敲除株系下调基因中共同包含的92个开花相关基因。（C）利用IGV展示BnaA9.NST3在BnaC8.NF-YC9启动子上的结合峰。（D）通过DAP-seq鉴定得到的BnaA9.NST3 DNA结合基序。（E）酵母单杂交（Y1H）实验证明 BnaA9.NST3 可结合BnaC8.NF-YC9启动子。（F）凝胶迁移实验（EMSA）证实 BnaA9.NST3 能够结合BnaC8.NF-YC9启动子上的预测结合基序。（G）BnaA9.NST3 可激活BnaC8.NF-YC9的表达。

图2. BnaA9.NST3直接靶向Bna.CO。（A）利用IGV展示BnaA9.NST3与靶基因BnaA10.CO、BnaC9.CO的结合情况。（B）酵母单杂交（Y1H）结果证实，BnaA9.NST3可结合BnaA10.CO与BnaC9.CO的启动子。（C）BnaA9.NST3能够激活BnaA10.CO和BnaC9.CO的表达。（D）长日照周期内，野生型株系、过表达株系（OE#8、OE#10）及敲除株系（KO#1、KO#3）中BnaA10.CO*的表达动态。

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关键词： DAP-seq

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