文獻(xiàn)題目：The BnTFL1-BnJAM3-BnSWEETs Module Orchestrates Seed Storage Reserve Accumulation in Brassica napus

發(fā)表期刊：Advanced Science

影響因子：14.1

物種：甘藍(lán)型油菜

發(fā)表時(shí)間：2026年4月9日

作者單位：西北農(nóng)林科技大學(xué)

藍(lán)景科信提供：DAP-seq技術(shù)服務(wù)

主要研究結(jié)果

甘藍(lán)型油菜是全球重要油料作物，為日益增長(zhǎng)的植物油需求和高蛋白飼料供給提供關(guān)鍵支撐。轉(zhuǎn)錄調(diào)控是種子油脂與蛋白質(zhì)生物合成碳分配的核心環(huán)節(jié)，但目前協(xié)調(diào)油菜種子油脂、蛋白質(zhì)平衡積累的關(guān)鍵調(diào)控因子及其分子機(jī)制仍不清楚。

本研究發(fā)現(xiàn)，PEBP家族共轉(zhuǎn)錄因子BnaC03.TFL1與BnaC09.TFL1存在加性效應(yīng)，二者共同促進(jìn)油菜種子可溶性糖與油脂積累，并抑制蛋白質(zhì)合成，且BnaC03.TFL1發(fā)揮主導(dǎo)功能。研究利用酵母雙雜交、熒光素酶互補(bǔ)、體外Pull-down、體內(nèi)Co-IP等多種實(shí)驗(yàn)手段證實(shí)，BnaC03.TFL1可與bHLH家族轉(zhuǎn)錄因子BnJAM3發(fā)生蛋白互作。油菜中四個(gè)BnJAM3同源基因也呈現(xiàn)加性效應(yīng)，參與調(diào)控種子可溶性糖、油脂與蛋白質(zhì)的動(dòng)態(tài)平衡。

為解析BnJAM3的作用機(jī)制，通過DAP-seq鑒定其全基因組結(jié)合位點(diǎn)，共鑒定到12881個(gè)結(jié)合峰，對(duì)應(yīng)11596個(gè)基因組區(qū)域；結(jié)合峰主要分布在基因啟動(dòng)子、內(nèi)含子及基因間區(qū)，且鑒定出其核心結(jié)合基序?yàn)閎HLH經(jīng)典的E-box/G-box。結(jié)合RNA-seq數(shù)據(jù)聯(lián)合分析，篩選出BnaA06.SWEET12、BnaA02.SWEET15、BnaC02.SWEET15三個(gè)關(guān)鍵糖轉(zhuǎn)運(yùn)基因?yàn)锽naA01.JAM3的直接靶基因。后續(xù)ChIP-qPCR與雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，BnaA01.JAM3能夠結(jié)合上述基因并正向激活其轉(zhuǎn)錄。BnaC03.TFL1與BnaA01.JAM3形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物后，一方面直接激活蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因BnSWEETs的表達(dá)，促進(jìn)可溶性糖從種皮向種胚轉(zhuǎn)運(yùn)；另一方面上調(diào)種胚中可溶性糖與油脂通路關(guān)鍵基因、下調(diào)蛋白合成通路關(guān)鍵基因，使更多碳源流向油脂合成，最終導(dǎo)致油脂積累量增加、蛋白質(zhì)含量降低。

本研究提出了優(yōu)化碳轉(zhuǎn)運(yùn)與分配、驅(qū)動(dòng)油菜種子油脂高效合成并抑制蛋白質(zhì)積累的“BnTFL1-BnJAM3-BnSWEETs"分子模型。該成果豐富了油菜種子品質(zhì)調(diào)控的理論體系，也為油菜種質(zhì)創(chuàng)新以及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種選育奠定了重要的分子理論基礎(chǔ)。

圖1. 鑒定BnaA01.JAM3的潛在直接靶基因。（A）采用RT-qPCR，在授粉后24、28、32、36天的發(fā)育種子中，檢測(cè)受BnaC03.TFL1調(diào)控、參與油脂合成、貯藏蛋白合成、糖代謝及糖轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因，在野生型K407、BnJAM3單突變體j1、BnaA01.JAM3過表達(dá)株系OE#5和OE#6中的表達(dá)水平。（B）韋恩圖。（C）BnaA01.JAM3結(jié)合峰在甘藍(lán)型油菜基因組各功能區(qū)域的分布統(tǒng)計(jì)。（D）經(jīng)DAP-seq鑒定得到的BnaA01.JAM3保守結(jié)合基序。（E）交集分析圖。（F）DAP-seq結(jié)果在BnaA06.SWEET12、BnaA02.SWEET15、BnaC02.SWEET15基因位點(diǎn)上的可視化峰圖。

圖2. 四個(gè)BnJAM3旁系同源基因的表達(dá)模式分析。（A）利用RT-qPCR檢測(cè)K407品種授粉后20~50天發(fā)育種子中四個(gè)BnJAM3旁系同源基因的表達(dá)模式。（B）將BnaA01.JAM3、BnaA03.JAM3、BnaC01.JAM3、BnaC07.JAM3蛋白分別與GFP融合，在本氏煙草葉片表皮細(xì)胞中觀察其亞細(xì)胞定位。（C）轉(zhuǎn)錄活性檢測(cè)所用效應(yīng)載體與報(bào)告載體構(gòu)建示意圖。（D）四個(gè)BnJAM3蛋白在本氏煙草葉片中的轉(zhuǎn)錄活性分析。