7月13日，《自然—植物（Nature Plants）》在線發表了中國農業科學院蔬菜花卉研究所、深圳農業基因組研究所、中科院生物物理所、加州大學戴維斯分校等6家單位合作研究的關于作物株型發育基因表達調控的最新研究成果。研究發現黃瓜卷須發育的身份基因TCP家族的轉錄因子—TEN調控黃瓜卷須發育和運動的分子機制，揭示了基因內部結合的轉錄因子如何調控基因表達，為深入認識株型發育的基因調控網絡提供了重要的突破。
TEN基因調控卷須形態和運動
設施栽培上，黃瓜需要吊蔓生長，不需要卷須的攀緣能力。卷須發育使得庫容增大、競爭養分，需及時去除卷須，促進黃瓜健康生長坐果。人工去除卷須費時費工，因此培育適合輕簡化栽培的無卷須品種，成為黃瓜株型改良的重要方向。該團隊前期研究克隆了控制卷須發育的身份基因TEN，并揭示了黃瓜卷須同源器官是側枝。
TEN屬于TCP家族中CYC/TB1類的轉錄因子，通過對TEN調控卷須的形態發育和運動能力的分子機制的研究，作者們發現了TEN通過直接調控乙烯的合成來控制卷須的形態和攀援。該團隊研究發現，TEN是一個新型的多功能轉錄因子，其C端負責結合到下游靶標的基因內增強子上，其N端結構域是一類全新的組蛋白乙酰轉移酶，主要乙酰化修飾組蛋白H3的球體區域，維持染色質開放，從而激活靶標基因表達。CYC / TB1類轉錄因子在作物株型調控中起著核心作用，例如關鍵的馴化基因TB1通過抑制分蘗的形成，促使大芻草過渡到玉米。
該團隊發現TEN在玉米中的同源基因TB1，通過相同機制結合到關鍵靶標的基因內增強子激活基因表達，從而揭示了CYC/TB1類轉錄因子保守表達調控新機制。該團隊進一步分析人類中增強子結合轉錄因子—HSF-1和ERα的全基因組結合數據，推測在真核生物中，組蛋白球體區域乙酰化可能是基因內部增強子表達調控的一個保守機制。該研究揭示了基因內部結合的轉錄因子如何調控基因表達的基礎科學問題，也對深入了解其在腋芽發育中的功能并應用于作物株型改良具有重要意義，并可以直接用于黃瓜輕簡化栽培的品種設計。
據了解，該項研究是蔬菜花卉所楊學勇團隊、基因組所閆健斌團隊和黃三文團隊協同創新的成果，得到了國家自然科學重點基金、國家自然科學基金面上項目、國家重點研發計劃等項目資助。
