Hortic Res | 江苏大学张红印教授团队揭示采后病原菌扩展青霉的染色质可及性图谱及bZIP转录因子功能

科技   三农   2024-11-15 09:39   江苏  

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真核生物的基因表达调控可以在多个水平上进行,其中转录水平的调控发生在基因表达的早期阶段,是大多数基因表达调控的主要方式,在这一过程中,染色质构象的变化和转录因子的作用至关重要。启动子、增强子及其它转录调控区域的松散染色质结构有利于转录因子与顺式调控元件的结合,从而有效控制基因的转录,这些区域被称为染色质开放区域或染色质可及性区域。

2024年10月,Horticulture Research 上线了(Advance Access江苏大学食品与生物工程学院张红印教授团队的研究论文,题为Chromatin accessibility profile and the role of PeAtf1 transcription factor in the postharvest pathogen Penicillium expansum。该研究利用染色质转座酶可及性测序(Assay for transposase-accessible chromatin with high throughput sequencing,ATAC-seq)揭示了果蔬采后致病菌扩展青霉Penicillium expansum的染色质开放区域特征,并通过基因敲除和表型分析,研究了bZIP转录因子PeAtf1的功能,为P. expansum的转录调控机制提供了新的见解。

图 1 ATAC-seq揭示P. expansum 染色质开放性及转录因子结合位点特征


该项研究通过ATAC-seq分析了P. expansum 在营养生长阶段和侵染阶段的染色质开放性,发现P. expansum在这两个阶段的染色质开放性特征存在显著差异,且启动子区域在基因转录过程中发挥关键作用。此外,ATAC-seq捕获了营养生长阶段和侵染阶段的P. expansum转录因子结合位点的保守特征,分别鉴定出4个和2个转录因子结合位点基序(Motif),这些基序与真菌模式生物酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae中7个转录因子(YLR278C、HAP3、YPR013C、TYE7、CBF1、RTG3和SIP4)的DNA结合位点呈现出较高相似性。


此外,研究人员对P. expansum 中的bZIP转录因子Atf1的同源蛋白PeAtf1进行了功能研究。结果表明,PeAtf1在调控P. expansum 的生长发育中发挥正向作用,敲除PeAtf1后,P. expansum 的菌丝生长能力和产孢能力显著下降;PeAtf1是P. expansum 响应外源胁迫刺激的关键调控因子,敲除PeAtf1后,P. expansum 的渗透压胁迫耐受性显著下降,但其对细胞壁、细胞膜和氧胁迫的耐受能力增强;进一步研究发现PeAtf1负调控P. expansum 氧化应激关键转录因子PeAP1的转录水平,并影响PeAP1下游抗氧化途径相关基因PeSODPeGSH-PxPeCATPeNOX1PeNOX2PeNDH1PeGST的表达水平。

2 PeAtf1调控P. expansum 生长发育和氧化应激响应途径

江苏大学食品与生物工程学院博士研究生王祎然为本文第一作者,张红印教授为本文通讯作者。江苏大学食品与生物工程学院杨其亚副教授和王凯利副教授,研究生苏盈盈陈夕飞,以及本科生王钊婷也参与了该项研究。该研究得到国家自然科学基金(32072276、32102030)和博士后基金(2023M741440)的项目资助。

    作者团队介绍



张红印,江苏大学公共实验与服务中心主任、食品与生物工程学院教授、博士生导师,兼任中国植物病理学会产后病理学专业委员会副主任委员、中国农学会农产品物流分会副主任委员,国际学术期刊《Postharvest Biology and Technology》(SCI收录,中科院一区)和《New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science》(SCI收录,中科院三区)副主编。


王祎然,江苏大学食品与生物工程学院博士生,本科毕业于南京农业大学食品质量与安全专业,硕士毕业于澳大利亚墨尔本大学食品科学专业。研究方向为果蔬采后病原菌的致病机制,目前以第一作者身份发表SCI一区论文2篇。

张红印教授领导的团队长期围绕采后病原菌的致病机制及病害防治工作开展研究,目前已在Plant Biotechnology JournalJournal of Experimental BotanyJournal of Hazardous MaterialsComprehensive Reviews in Food Science and Food SafetyTrends in Food Science & TechnologyMolecular Plant-Microbe InteractionsPostharvest Biology and TechnologyHorticulture Research 等期刊发表论文280余篇。

文章链接:
https://doi.org/10.1093/hr/uhae264

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About Horticulture Research

《园艺研究(英文)》Horticulture Research)是由南京农业大学主办的学术期刊,主要刊载园艺作物的基础和理论研究,包括遗传学、育种、组学和演化、园艺作物的起源及驯化、生物技术、生物化学、生理学和细胞与分子生物学,环境互作生物学等。科睿唯安JCR2023影响因子:7.6,位于园艺一区(第2/38名),植物科学一区(第13/265名),遗传学一区(第14/191名)。2023年中科院期刊分区:位于园艺小类一区,植物科学小类一区,遗传学小类一区,农林科学大类一区(Top期刊)。入选中国科技期刊卓越行动计划领军类期刊。

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特邀作者:张红印、王祎然
编辑排版:王平、陈新月(实习)
审核:尹欢、孔敏

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