种子植物依靠种子来延续后代，这种方式是一种进化优势，可以让下一代植物在干燥的环境中存活很长一段时间。成熟的种子使植物能够应对不利环境,比如脱水等条件,并在有利条件下重新恢复生长从而延续后代。年5月，英国肯塔基大学植物与土壤科学系英国种子生物学组在ThePlantJournal发表了题为“DirectandindirecttargetsofthearabidopsisseedtranscriptionfactorABSCISICACIDINSENSITIVE3”的研究论文，揭示了在拟南芥中调控种子发育和成熟的LAFL网络中ABI3发挥的重要功能，阐明了LAFL调控网络中ABI3与其他LAFL基因和vp1/ABI3-like(VAL)基因之间的相互作用来参与调控种子萌发的过渡时期。

研究背景

拟南芥中ABSCISICACIDINSENSITIVE3(ABI3)是B3结构域家族中的一个转录因子。ABI3与另外两个B3结构域转录因子LEAFYCOTYLEDON2(LEC2)和FUSCA3(FUS3)，以及CCAATbox-binding复合物的亚基LEC1共同构成LAFL调控网络，调控种子发育和成熟的各个方面。任何LAFL成员的功能丧失会导致种子发育功能的丧失，特别是涉及成熟、耐脱水性和休眠的特性。LAFL基因和另一个B3结构域蛋白家族VP1/ABI3-LIKE高水平表达的VP1/ABI3-LIKE/HIGHLEVELEXPRESSIONOFSUGARINDUCIBLEGENE2(VAL1/HSI2)、VAL2/HSI2-like1(HSL)和VAL3参与了胚胎到幼苗的发育转变中。LAFL因子已被证明在基因上相互作用，在某些情况下直接相互调节。同时，LAFL成员中的ABI3也参与ABA的感知和响应。

研究结果

作者首先使用GeneChipTMArabidopsis1.0ST阵列(ThermoFisher)评估在ABI3积累响应的转录组。使用PANTHER分类系统统计确定过表达的基因本体(GO)类别，ABI3诱导和抑制基因从“生物过程”中选择类别如图1(a,b)所示，包括了ABI3的功能分类，直接的和间接的，响应性的目标基因。

接着，为了确定ABI3的结合位点，作者使用了ChIP-chip的方法，并用CisGenome分析数据得到ABI3结合峰的序列，对比发现直接诱导基因和直接抑制基因在基因间的顺式基序中有差异(表1)。同时，结合前人的研究结果进一步分析，确定在作者的研究中确定的“较弱”峰也是真正的结合位点，且更弱的峰是与合子胚胎相关的真正的结合位点。

因为ABI3、LEC2和FUS3都是参与种子发育的B3domainDNA结合蛋白，并在胚胎发生的某些阶段同时存在，因此作者进一步探究了基因组中哪些区域被以上这些TF结合。作者分析了与ABI3和FUS3共同且独特的靶点相关的基因。GO分析显示，这些基因在种子发育、对karrikin的响应、转录和对激素的响应等类别中都有过表达(图2a)。然后作者再进一步分析确定FUS3和ABI3的结合区域是部分重叠还是完全重叠，或者这些因素是否结合了基因的不同区域。有33个基因不仅与FUS3和ABI3结合，而且对这些转录因子也有诱导反应。这一系列显示了参与脂质储存的基因的过度表达(图2b)。有个基因直接与FUS3结合并响应FUS3，但不与ABI3结合，在体细胞胚胎发生、脂质储存、种子成熟调控等过程中表现出过度表达(图2b)。同时，研究也鉴定了一些可能是LEC2,FUS3和ABI3的直接靶点（表2）。

之前的研究已经证明，FUS3能够直接诱导参与产生miR的基因。而在这个研究中作者发现ABI3也直接调控产生miR基因的表达。ChIP-chip的数据显示ABI3与pri-miRA、C和D基因的调控区直接结合。使用与ChIP不同的表位标记ABI3验证ABI3与pri-miRNAD的关联，pri-miRNAD是三者中“最弱”的靶点(HA标签;图3a)。在种子发育的早期阶段(授粉后7-8天[dap])，与Lerwt相比，ABI3-5转录本积累减少，表明ABI3诱导了这些基因的表达(图3b)。与此结果一致的是，abi3-5与Lerwt相比，在15-16dap观察到spl10和spl11转录本积累减少(图3c)。正如之前报道的，FUS3诱导pri-miRNAA和-Cat11-12dap(图3d)，以及种子发育后期(13-14dap)，但在这两个阶段，pri-miRNAD的转录积累都没有显著变化。

晚期胚胎发生丰富(LEA)蛋白与许多生物和组织脱水相关，并被认为参与了脱水过程中细胞成分的保护。在拟南芥51个LEA蛋白中，有30个蛋白具有与ABI3相关的调控区域，与Lerwt相比，有22个蛋白显示ABI3-5转录量显著减少(图4)。因此，大于40%的LEAs编码基因直接诱导ABI3靶点。LEA_4在种子中诱导的所有基因都是ABI3的直接靶点，除1个基因外，其余均是对ABI3的响应，非直接相关的则在非种子组织中诱导(图4)。

作者通过ChIP-quantitativepolymerasechainreaction(qPCR)(图6a)，利用ECT累积ABI3-HA，证实ABI3与MIRB基因的调控区域相关联。三个独立的生物重复评估15-16daf种子中的转录本，结果显示abi3-5与Lerwt相比，该基因的转录本显著增加(图6b)。同时，与Lerwt相比，ARF10和ARF16在abi3-5中的转录显著降低(图6b)。这似乎存在一个反馈循环，ABI3直接抑制编码mirb的基因，从而增加arf10和arf16转录本，进而上调ABI3，最终导致种子休眠(图5)。

最后，综合前面一系列的数据分析，总结提出了胚胎发生、体细胞胚胎发生和幼苗发育过渡的关键调控因子之间相互作用的工作模型。（图7）

研究评述

该阐明了在拟南芥中调控种子发育和成熟的LAFL网络中各成员间的相互作用，根据CHIP数据分析得到LAFL调控网络中ABI3等成员直接结合调控的下游靶点。综合各方面研究内容，作者总结提出了胚胎发生、体细胞胚胎发生和幼苗发育过渡的关键调控因子之间相互作用的工作模型，为其它后续相关研究提供了新的思路。

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