在林業(yè)科學(xué)研究中，楊樹作為重要的模式樹種和經(jīng)濟(jì)樹種，其生長(zhǎng)發(fā)育、抗逆性及木材形成的分子機(jī)制一直是研究熱點(diǎn)。而解析轉(zhuǎn)錄因子與靶基因的相互作用，是解鎖這些機(jī)制的關(guān)鍵。近期，北京林業(yè)大學(xué)張德強(qiáng)團(tuán)隊(duì)、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)王升級(jí)團(tuán)隊(duì)的3項(xiàng)楊樹研究成果（發(fā)表于New Phytologist、Industrial Crops & Products）均采用我司DAP-seq技術(shù)，為楊樹基因調(diào)控研究提供了核心支撐，該技術(shù)無(wú)需特異性抗體、無(wú)需轉(zhuǎn)基因材料，即可高通量檢測(cè)轉(zhuǎn)錄因子在全基因組結(jié)合位點(diǎn)，為楊樹基因調(diào)控研究提供了高效技術(shù)解決方案，充分驗(yàn)證了其在林業(yè)分子生物學(xué)研究中的應(yīng)用潛力。

1.Phylostratigraphic analysis revealed that ancient ohnologue PtoWRKY53 innovated a vascular transcription regulatory network in Populus

2.ERF194 regulates poplar leaf development via the starch and sucrose metabolism under natural environments

3.PagHSF4 mediates the biosynthesis of jasmonic acid and plant hormone signal transduction to regulate the growth and development as well as salt stress tolerance of poplar

DAP-seq優(yōu)勢(shì)一：精準(zhǔn)定位靶基因，解鎖轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控機(jī)制

轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)結(jié)合靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的順式作用元件調(diào)控基因表達(dá)，傳統(tǒng)方法難以高效捕捉這種直接相互作用，而DAP-seq能在全基因組范圍內(nèi)精準(zhǔn)篩選轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)，為解析調(diào)控機(jī)制提供“直接證據(jù)"。

在北京林業(yè)大學(xué)張德強(qiáng)團(tuán)隊(duì)關(guān)于楊樹次生維管系統(tǒng)進(jìn)化的研究中，為明確PtoWRKY53的下游靶基因，通過(guò)DAP-seq技術(shù)，在全基因組范圍內(nèi)篩選到464個(gè)PtoWRKY53的潛在結(jié)合位點(diǎn)，其中核心順式元件W-box（TTGAC）被精準(zhǔn)識(shí)別。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，PtoWRKY53可直接結(jié)合PtoCESA3基因的啟動(dòng)子區(qū)域，通過(guò)抑制該基因表達(dá)調(diào)控木質(zhì)部次生壁合成——這一關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)，正是基于DAP-seq對(duì)“轉(zhuǎn)錄因子-靶基因"直接互作的精準(zhǔn)定位，為揭示楊樹次生維管系統(tǒng)進(jìn)化的分子機(jī)制提供了核心依據(jù)。

山西農(nóng)大王升級(jí)團(tuán)隊(duì)在研究ERF194調(diào)控楊樹葉片發(fā)育時(shí)，同樣借助DAP-seq技術(shù)，發(fā)現(xiàn)ERF194可識(shí)別并結(jié)合LTRE（YCACCGACMHH）和SORLIP1（CCDCCRCCRCC）兩種順式元件，進(jìn)而鎖定下游靶基因HKL1。后續(xù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，ERF194通過(guò)激活HKL1表達(dá)，抑制淀粉-蔗糖代謝通路中的α,α-海藻糖和6-磷酸海藻糖合成，最終影響葉片形態(tài)——這一調(diào)控通路的解析，始于DAP-seq對(duì)ERF194靶基因及結(jié)合元件的精準(zhǔn)挖掘。

DAP-seq優(yōu)勢(shì)二：覆蓋多個(gè)研究方向，助力楊樹機(jī)制解析

無(wú)論是生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控、次生代謝通路，還是抗逆響應(yīng)機(jī)制，DAP-seq技術(shù)都能適配不同研究場(chǎng)景，為楊樹各類生物學(xué)問(wèn)題的解析提供有力工具，展現(xiàn)出較強(qiáng)的應(yīng)用靈活性。

1. 生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控

在PagHSF4調(diào)控楊樹生長(zhǎng)與鹽脅迫響應(yīng)的研究中，DAP-seq技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過(guò)全基因組掃描，發(fā)現(xiàn)PagHSF4可結(jié)合熱休克元件（HSE），并篩選到LHY2、PIF3等7個(gè)核心靶基因，這些基因分別參與晝夜節(jié)律調(diào)控、光信號(hào)傳導(dǎo)等過(guò)程。結(jié)合轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證，明確PagHSF4通過(guò)抑制這些靶基因表達(dá)，同時(shí)調(diào)控茉莉酸 biosynthesis通路，最終影響楊樹株高、葉片形態(tài)及鹽脅迫耐受性——該研究證明，DAP-seq能有效串聯(lián)“轉(zhuǎn)錄因子-靶基因-生理表型"，助力生長(zhǎng)發(fā)育機(jī)制的系統(tǒng)解析。

2. 次生代謝與木材形成

楊樹次生維管系統(tǒng)（尤其是木質(zhì)部）的發(fā)育直接決定木材產(chǎn)量和品質(zhì)。張德強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的研究中，DAP-seq不僅定位了PtoWRKY53-PtoCESA3這一關(guān)鍵調(diào)控模塊，還發(fā)現(xiàn)該模塊是楊樹存在的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制（擬南芥CESA3啟動(dòng)子無(wú)W-box元件）。這一發(fā)現(xiàn)為理解楊樹木材形成的物種特異性調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了新視角，也為木材改良分子育種提供了潛在靶點(diǎn)——而這一切的起點(diǎn)，正是DAP-seq對(duì)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的全基因組挖掘。

3. 抗逆與環(huán)境適應(yīng)

在ERF194調(diào)控楊樹抗旱、PagHSF4調(diào)控鹽脅迫響應(yīng)的研究中，DAP-seq技術(shù)幫助研究者快速鎖定抗逆相關(guān)靶基因。例如，ERF194的DAP-seq數(shù)據(jù)顯示其靶基因富集于“淀粉-蔗糖代謝"“植物激素信號(hào)傳導(dǎo)"通路，這些通路與植物抗旱過(guò)程中的碳分配、脅迫信號(hào)傳遞密切相關(guān)；PagHSF4的DAP-seq結(jié)果則揭示其通過(guò)調(diào)控ABA信號(hào)通路相關(guān)靶基因影響氣孔閉合，進(jìn)而參與鹽脅迫響應(yīng)——DAP-seq為解析楊樹抗逆分子機(jī)制提供了高效的靶基因篩選手段。

DAP-seq優(yōu)勢(shì)三：銜接多組學(xué)分析，構(gòu)建完整調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)代生物學(xué)研究依賴多組學(xué)整合分析，DAP-seq產(chǎn)生的全基因組結(jié)合位點(diǎn)數(shù)據(jù)，可與轉(zhuǎn)錄組、代謝組等數(shù)據(jù)深度聯(lián)動(dòng)，構(gòu)建“轉(zhuǎn)錄因子-靶基因-代謝物-表型"的完整調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，讓研究結(jié)論更系統(tǒng)、更具說(shuō)服力。

山西農(nóng)大團(tuán)隊(duì)在研究ERF194時(shí)，將DAP-seq篩選到的15152個(gè)結(jié)合峰（涉及6127個(gè)啟動(dòng)子區(qū)域）與轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)基因（DEGs）關(guān)聯(lián)分析，最終鎖定287個(gè)核心候選基因，其中6個(gè)參與淀粉-蔗糖代謝通路；再結(jié)合代謝組中α,α-海藻糖、6-磷酸海藻糖的含量變化，成功構(gòu)建“ERF194-HKL1-淀粉蔗糖代謝-葉片發(fā)育"的調(diào)控通路。

北京林業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)則通過(guò)DAP-seq與共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)合，發(fā)現(xiàn)PtoWRKY53與29個(gè)PS1（古老進(jìn)化層）基因協(xié)同作用，形成新的木質(zhì)部轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，解釋了古老基因通過(guò)全基因組復(fù)制創(chuàng)新調(diào)控功能的進(jìn)化機(jī)制——這些研究充分證明，DAP-seq是多組學(xué)整合分析中的“關(guān)鍵紐帶"，能有效串聯(lián)不同維度的數(shù)據(jù)，推動(dòng)研究從“單一基因分析"走向“系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)解析"。

此次3篇楊樹高水平研究均采用我司DAP-seq技術(shù)，不僅驗(yàn)證了該技術(shù)在林業(yè)研究中的可靠性，更體現(xiàn)了我們?yōu)榭蒲袌F(tuán)隊(duì)提供優(yōu)質(zhì)技術(shù)服務(wù)的能力。未來(lái)，我們將持續(xù)優(yōu)化DAP-seq技術(shù)流程，針對(duì)林業(yè)樹種的基因組特點(diǎn)提供更精準(zhǔn)、高效的解決方案，助力更多研究者解析樹木生長(zhǎng)發(fā)育、抗逆、次生代謝的分子機(jī)制，為林業(yè)分子育種、生態(tài)保護(hù)等領(lǐng)域的創(chuàng)新突破提供技術(shù)支撐！

如果您也在開展樹木基因調(diào)控相關(guān)研究，需要精準(zhǔn)篩選轉(zhuǎn)錄因子靶基因，歡迎聯(lián)系我們，讓DAP-seq技術(shù)為您的研究加速！

藍(lán)景科信DAP-seq優(yōu)勢(shì)

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