​浙江农林大学吴文武课题组揭示被子植物CBF/DREB1转录因子及其调控网络的起源和进化历程

上世纪末，研究者发现CBF/DREB1是植物冷驯化的关键转录因子(Stockinger et al., 1997; Liu et al., 1998; Jaglo-Ottosen et al., 1998)；围绕CBF通路研究，二十多年来取得了丰硕成果 (图1)。然而，CBF/DREB1及其冷响应的起源与进化问题一直未得到解答。

近日，JIPB在线发表了浙江农林大学吴文武课题组-安徽农业大学朱建华教授合作的题为“Innovations and Stepwise Evolution of CBFs/DREB1s and Their regulatory Networks in Angiosperms”的研究论文（h‍ttps://doi.org/10.1111/jipb.13357）。

该研究整合了植物比较基因组、转录组和CBF/DREB1调控组，较为全面地揭示了CBF/DREB1及其调控网络的起源和进化历程 (图2)。研究发现，CBF/DREB1产生于被子植物分化前（ > 1.8亿年），经历了两次革新（一次在蛋白序列上，一次在启动子低温响应上）。被子植物分化后，全球气温先后经历了多次下降；具有冷响应能力的CBF/DREB1在单子叶、双子叶植物中，都发生了显著性扩增，特别是在白垩纪-古近纪边界（K-Pg  boundary）和晚新生代冰期（Late Cenozoic Ice Age）(图2D)。进一步研究发现CBF/DREB1扩增后，CBF/DREB1的调控网络发生了重构和升级；这可能促进了植物的低温适应性。因此，该研究不仅解答了CBF/DREB1及其冷响应的起源和进化问题；同时，有助于理解被子植物在全球气候变化下的适应性进化。

近年来，吴文武课题组聚焦于全球气候变化下，植物的适应性进化研究。在杨树中发现PtrTCP10基因产生于全球气温下降时期，并进化出了冷响应能力，参与调控ZAT10,GolS2, SOS1等逆境相关基因的表达，增强植物适应性（Wang et al., 2022）；近期，还发现AP2/ERF III与IX亚族在双子叶植物存在特异性扩增现象（Guo et al., 2022）。该研究是在前期AP2/ERF III亚族基础上，对其成员CBF/DREB1的进一步探究。浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室为该论文第一单位，硕士生聂语琪、郭良宇和崔富强副教授为共同第一作者，王朔博士、安徽农业大学的朱健华教授和吴文武教授为共同通讯作者，硕士生申毅荣、邓德银、中国热带农业科学院热带生物技术研究所博士后叶晓雪也参与了该项研究。该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。

转自：“iPlants”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！