近日🫃🏿，我院張愛民教授和劉冬成教授為共同通訊作者在The Plant Journal在線發表了的題為“Genome-wide identification of seed storage protein gene regulators in wheat through coexpression analysis”的研究論文。該研究首次對小麥種子儲藏蛋白（SSPs）基因的轉錄調控因子進行了全基因組鑒定🙎🏽，為SSPs基因表達調控機製的解析和SSPs含量優化的小麥品質育種提供了參考價值。

小麥種子儲藏蛋白（SSPs）的含量和組成是決定面粉加工品質的關鍵因素之一🫱🏽，該蛋白一般由醇溶蛋白和麥谷蛋白組成🕘。目前研究發現，SSPs的合成主要在轉錄水平上受到SPA、WPBF、GAMYB和SHP等轉錄因子的時空調控。鑒於SSPs基因啟動子區域存在不同的結合順式元件，說明還存在其他多個未被鑒定甚至未知家族的轉錄因子對其發揮重要調控作用。

在轉錄調控中🛺，靶基因的表達譜和潛在轉錄調控因子之間存在相關性，因此，共表達分析可能是在基因組尺度上鑒定小麥SSPs基因候選轉錄調控因子的有效方法。在普通小麥（Triticum aestivum）中，大多數基因至少含有三個同源物🤥，而且它們之間的表達總具有偏好性，從而不便用於共表達分析🫀👃🏿。作為普通小麥的A基因組供體，二倍體烏拉爾圖小麥（Triticum urartu）基因組已被測序，每個基因均有一個單拷貝🧑🏿‍🌾，並且烏拉圖小麥和普通小麥之間的同源基因多具有相同功能，因此烏拉爾圖小麥比普通小麥更適合進行共表達分析以在全基因組範圍內鑒別SSPs基因的轉錄調控因子。

本研究，作者對烏拉爾圖小麥整個灌漿期的胚乳進行了轉錄組動力學分析🤹🏿‍♀️🤪，並通過共表達分析轉錄因子（TFs）與SSPs基因的表達模式發現，來自23個家族的71個TFs與SSPs基因共表達。為檢測本次共表達分析的可行性🧏🏻‍♂️，TFs選擇驗證顯示TuNAC77通過與SSPs基因啟動子上的順式元件結合來增強其轉錄。為證實SSPs基因的調控一致性，基於同源性克隆和雙熒光素酶活性報告檢測發現，TuNAC77在普通小麥中的同源物TaNAC77同樣提高了SSPs基因的啟動子活性和轉錄🚒，表明TuNAC77與其同源物TaNAC77具有相同功能🔒。另外，經體內調控功能驗證發現，TaNAC77的敲降導致SSPs基因表達下調和SSPs含量降低。以上結果說明了利用烏拉爾圖小麥進行共表達分析和鑒定SSPs基因轉錄調控因子的可行性。

  該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃和國家轉基因研究項目的資助。