DAP-seq在NAC轉錄因子負調控水稻對稻瘟病免疫反應中的應用

來源：藍景科信河北生物科技有限公司 2022年11月15日 11:05

植物會面臨各種生物和非生物脅迫。為了適應環境、抵御脅迫，植物進化出了復雜的基因表達重編程機制，從而激活自身免疫反應，在這個過程中往往需要多種不同的轉錄因子參與。NAC轉錄因子家族是植物基因組中最大的轉錄因子家族之一，也是植物*的轉錄因子。水稻中多個ONAC成員參與水稻免疫反應。

2022年10月29日，浙江大學農業與生物技術學院宋鳳鳴課題組的最新研究成果，發表在學術期刊Journal of Integrative Plant Biology上，文章題目為“The NAC transcription factor ONAC083 negatively regulates rice immunity against Magnaporthe oryzae by directly activating transcription of the RING-H2 gene OsRFPH2-6”。該期刊的影響因子為9.106。該研究使用DNA親和純化測序(DAP-seq) 技術鑒定了水稻中轉錄因子ONAC083的結合基序和靶基因。進一步研究揭示了OsNAC083通過結合ACGCAA元件影響OsRFPH2-6轉錄，進而負調控水稻對稻瘟病的抗性。

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NAC轉錄因子通過與啟動子中特定的順式元件結合，調節下游基因的表達，在植物免疫中發揮關鍵作用。其中，NAC家族轉錄因子成員ONAC083對生物和非生物脅迫都有響應性，然而其確切的功能和分子機制尚不清楚。

該研究發現ONAC083是一個核定位的轉錄激活子，其表達受稻瘟病菌侵染的誘導。敲除ONAC083后，增強了水稻植株對稻瘟病的抗性，提高了幾丁質誘導的模式觸發免疫反應(PTI)；過表達ONAC083后削弱了水稻植株對稻瘟病的抗性及免疫反應。但是，ONAC083并不影響水稻對白葉枯病的抗性。

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圖1. 轉錄因子ONAC083與ACGCAA元件的結合活性分析(A為DAP-seq鑒定結果)

此外，在82個基因的啟動子中發現了ONAC083的結合位點，并發現ONAC083特異性地與一個具有核心序列ACGCAA的保守元件結合。ONAC083通過直接與ACGCAA元件結合，激活了OsRFPH2-6、OsTrx1和OsPUP4基因的轉錄。OsRFPH2-6編碼一個具有N端跨膜區和C端RING結構域的RING-H2蛋白，該蛋白能夠負調控水稻對稻瘟菌和幾丁質誘導的PTI免疫反應。這些結果表明，ONAC083通過結合OsRFPH2-6基因啟動子中的ACGCAA元件，直接激活OsRFPH2-6的轉錄，從而負向調控水稻對稻瘟病菌的免疫反應。該研究為水稻NAC轉錄因子在免疫反應中的分子調控網絡提供了一個新的視角。

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