擬南芥DOF4.2和DOF4.4調(diào)控分枝和種子/角果發(fā)育
Dof轉(zhuǎn)錄因子家族是一類植物*的轉(zhuǎn)錄因子家族，它們參與調(diào)控了多種生長發(fā)育過程。在以前的研究中發(fā)現(xiàn)，大豆GmDOF4和GmDOF11可提高種子的脂肪酸含量并增加種子千粒重。本研究篩選了在擬南芥種子/花中高表達(dá)的Dof轉(zhuǎn)錄因子AtDOF4.2并進(jìn)一步研究其功能。

AtDOF4.2定位于細(xì)胞核。應(yīng)用酵母和原生質(zhì)體系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)AtDOF4.2具有轉(zhuǎn)錄激活活性，而且其中的TMD基序?qū)τ谠摶钚允潜匦璧?。AtDOF4.2能結(jié)合具有AAAG核心元件的雙鏈DNA序列，核心元件中任意堿基的突變會導(dǎo)致結(jié)合能力的喪失，側(cè)翼序列能對結(jié)合能力產(chǎn)生影響。AtDOF4.2過表達(dá)植株表現(xiàn)為分枝增多的表型，TMD基序突變降低了轉(zhuǎn)基因植物的分枝。上述表型可能是通過提高側(cè)枝發(fā)育相關(guān)基因STM、TFL1和CYP83B1在轉(zhuǎn)基因株系中的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的。AtDOF4.2過表達(dá)植株種子表皮細(xì)胞壁呈現(xiàn)坍塌狀，細(xì)胞間的輪廓變的不明顯。通過GC/MS測定發(fā)現(xiàn)，種子表皮細(xì)胞壁中的膠質(zhì)含量大幅下降，膠質(zhì)主要成分多糖總含量以及各組分相對含量都發(fā)生了明顯變化。細(xì)胞壁松弛相關(guān)基因AtEXPA9在轉(zhuǎn)基因植物中表達(dá)量有明顯提高，且AtDOF4.2能與AtEXPA9的啟動(dòng)子結(jié)合。dof4.2突變體沒有分枝和種皮的變化但其角果略長，單株植物種子產(chǎn)量增加。AtDOF4.4是AtDOF4.2的一個(gè)類似物，具有轉(zhuǎn)錄激活活性。其過表達(dá)也促進(jìn)側(cè)枝發(fā)育，但抑制角果長度及單株產(chǎn)量。AtDOF4.4的RNAi株系呈現(xiàn)角果增長單株產(chǎn)量增加。AtDOF4.2和AtDOF4.4表達(dá)都受到抑制的株系其表型與AtDOF4.4的RNAi株系類似。

這些研究表明，AtDOF4.2和AtDOF4.4是調(diào)控植物分枝和種子/角果發(fā)育的重要因子。對于揭示植物株型與產(chǎn)量的關(guān)系具有重要意義。該研究于2012年10月24日在線發(fā)表于Biochemical Journal。共同培養(yǎng)的學(xué)生鄒洪峰和張玉芹是共同*作者。周奕華課題組也參與了相關(guān)工作。該項(xiàng)研究受973，轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ?xiàng)及自然基金資助。