博士畢業(yè)于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，揚州大學(xué)青年教師以第一作者身份在一區(qū)Top期刊（IF=12.4）上發(fā)表研究論文

近日，揚州大學(xué)馮立國教授課題組聯(lián)合南京農(nóng)業(yè)大學(xué)王長泉教授課題組在Plant Biotechnology Journal發(fā)表題為“RrMYB2 Regulates Drought Stress via RrJMJ12-Dependent Epigenetic Modification in Rosa rugosa”的研究成果。揚州大學(xué)園藝園林學(xué)院青年教師白夢娟和博士研究生楊雅婷為論文共同第一作者，揚州大學(xué)馮立國教授和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)王長泉教授為論文共同通訊作者。

該研究通過毛狀根技術(shù)構(gòu)建了玫瑰RrMYB2沉默株系和過表達株系，干旱處理后，發(fā)現(xiàn)過表達株系抗旱性顯著高于對照，相反，干擾株系抗旱性顯著下降。進一步構(gòu)建了VIGS沉默株系，發(fā)現(xiàn)沉默植株氣孔顯著大于對照，相對含水量小于對照。通過轉(zhuǎn)錄組測序，篩選到差異表達基因集中在激素通路，尤其是ABA信號通路中的PP2Cs家族基因顯著下調(diào)，因此將RrHAB1, RrHAB2和RrABI1作為候選靶基因（圖1）。

圖1 RrMYB2正調(diào)控玫瑰抗旱

為了研究RrMYB2是否直接調(diào)控這些靶基因的表達，該研究首先分析了啟動子序列，發(fā)現(xiàn)靶基因啟動子上包含有MYB結(jié)合位點。因此進行了一系列生化實驗，但結(jié)果都表明，RrMYB2不直接抑制靶基因的表達，暗示可能需要其他共調(diào)節(jié)因子。進一步對啟動子進行分析，發(fā)現(xiàn)啟動子上都包含后CTCTGYTY元件，該元件是組蛋白去甲基化酶JMJ12的特異性結(jié)合位點，因此猜測RrJMJ12可能是RrMYB2的共調(diào)節(jié)因子。為了驗證這一猜想，本研究首先通過EMSA實驗驗證了RrJMJ12能夠直接靶向靶基因啟動子上的CTCTGYTY元件（圖2a-f）。而且，瞬時過表達和抑制RrJMJ12，均能改變靶基因上的H3K27me3修飾水平（圖2g-k）。這一結(jié)果表明，PP2Cs靶基因的表達受到了RrJMJ12的直接表觀修飾調(diào)控。

圖2 RrJMJ12直接結(jié)合CTCTGYTY元件

為了進一步驗證這一猜想，該研究通過BiFC和Pull down等實驗，驗證了二者之間存在蛋白互作關(guān)系（圖3a-c）。進一步通過熒光素酶實驗，發(fā)現(xiàn)RrMYB2抑制靶基因的表達依賴于RrJMJ12。在干擾RrJMJ12的背景下，RrMYB2對靶基因的抑制作用幾乎消除（圖3d-i）。綜合這兩個研究結(jié)果，表明了RrJMJ12是RrMYB2負調(diào)控靶基因的共調(diào)節(jié)因子。

圖3 RrMYB2依賴RrJMJ12負調(diào)控PP2Cs基因表達

接下來，通過毛狀根技術(shù)構(gòu)建了玫瑰RrJMJ12沉默株系和過表達株系，干旱處理后，發(fā)現(xiàn)過表達株系抗旱性顯著低于對照，相反，干擾株系抗旱性顯著高于對照，表明RrJMJ12是抗旱的負調(diào)控因子。為了進一步驗證RrMYB2和RrJMJ12的功能關(guān)系，研究人員同時沉默了RrMYB2和RrJMJ12，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同時沉默二者的株系表現(xiàn)為抗旱性增強，氣孔變小，相對含水量高于對照，這一結(jié)果表明RrJMJ12在RrMYB2下游發(fā)揮作用（圖4）。

圖4 RrJMJ12在RrMYB2下游負調(diào)控抗旱

基于RrMYB2和RrJMJ12存在互作，且RrMYB2依賴RrJMJ12負調(diào)控靶基因表達，通過EMSA競爭實驗驗證表明RrMYB2-RrJMJ12蛋白復(fù)合體競爭性抑制RrJMJ12結(jié)合靶基因CTCTGYTY元件，從而影響靶基因的表達。而在干旱條件下，RrMYB2被激活，進一步抑制了RrJMJ12結(jié)合靶基因（圖5）。

圖5 RrMYB2依賴RrJMJ12調(diào)控抗旱的分子模型