体细胞胚胎发生技术可提高落叶松良种生产和利用效率,其分子机制的解析有助于完善这项技术。落叶松microRNA171对SCL6(LaSCL6-var1和LaSCL6-var2)的调控参与体胚发生过程,但其分子机制尚不清楚。
10月31日,我所在期刊Plants上发表了题为“Identification of Target Gene and Interacting Protein of Two LaSCL6 Alternative Splicing Variants Provides Novel Insights into Larch Somatic Embryogenesis.”的研究论文。该研究通过分析LaSCL6-var1和LaSCL6-var2的靶基因和互作蛋白,进一步解析了microRNA171-SCL6调控体胚发生的分子机制。
将LaSCL6-var1和LaSCL6-var2在拟南芥和水稻中过表达,随后进行转录组测序,根据基因表达的相关性筛选可能受LaSCL6调控的基因,通过与落叶松基因比对得到LaSCL6的候选靶基因。克隆、分析这些候选靶基因的启动子,随后通过酵母单杂交实验、双荧光素酶报告实验进行验证。最终确定LaSCL6-var1的靶基因为LaCYP89A5和LaWAKL20,LaSCL6-var2的靶基因为LaWAKL20和LaUGT85A3。LaWAKL20为两者共同调控的靶基因。利用酵母双杂交技术筛库,初步筛选出LaSCL6的互作蛋白,随后再利用酵母双杂交、双分子荧光互补实验进行验证,最终发现LaSCL6-var1和LaSCL6-var2均可与LaAP2L2发生互作。
最终根据得到的靶基因和互作蛋白,并结合课题组以往的研究结果,完善了落叶松LaSCL6的调控网络。在基因组水平上,SSR和SNP可以影响LaSCL6的表达;转录后水平上,LaSCL6受miR171和可变剪接影响;在翻译水平上,LaSCL6可以和LaAP2L2互作。该调控网络有助于理解miR171-LaSCL6调控落叶松体胚发生和其他生物学过程的分子机制。
山西农业大学的臧巧路博士为该论文的第一作者,我所李万峰研究员为该论文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金项目(32271904)的资助。(李万峰/林业所)
图1:SCL6候选靶基因鉴定流程
图2:落叶松LaSCL6的调控网络