文献题目A HECT‐Type E3 Ubiquitin Ligase TaUPL21 Promotes Root Development in Caucasian Clover by Directly Activating Transcription ofTaAGL29发表期刊Plant Cell Environment影响因子6.3物种三叶草发表单位东北农业大学发表时间2026年3月1日蓝景科信提供DAP-seq技术服务主要研究结果高加索三叶草是多年生优质豆科牧草根系发达、耐寒耐旱、水土保持能力突出是饲草生产与生态修复的优势种质资源。HECT型E3泛素连接酶UPL是植物生长发育的核心调控因子但传统研究仅聚焦其泛素化降解功能该类蛋白在牧草根系发育中的调控机制长期未被解析。研究团队从高加索三叶草中鉴定出32个TaUPL基因其中TaUPL21在根茎芽中特异性高表达成为调控根系生长的核心候选基因。功能验证显示过表达TaUPL21可显著提升根长、根体积、根尖数与根表面积直接证实其正向驱动根系发育的关键作用。通过DAP-seq全基因组鉴定TaUPL21结合位点两个生物学重复分别鉴定出1607和1066个结合峰其中11.2%的峰位精准定位在基因启动子区域GO与KEGG富集显示其靶基因参与次生代谢、基因组稳定、表观调控、胁迫响应与发育调控等多种过程。进一步Y1H、Dual-Luc等证实TaUPL21可直接结合TaAGL29启动子并发挥转录激活作用显著上调其表达水平。过表达TaAGL29同样显著促进根长、鲜重增加与生根能力提升与TaUPL21表型高度一致。综上表明TaUPL21–TaAGL29通路是调控高加索三叶草根系发育的关键分子模块。该研究揭示了植物HECT型E3泛素连接酶兼具泛素连接酶与转录激活子双重功能突破了植物E3泛素连接酶的传统功能认知为豆科牧草根系结构改良、抗逆性提升与高产育种提供了全新基因资源与理论支撑对推动优质饲草育种创新、助力生态修复与畜牧业高质量发展具有重要应用价值。图1. 大豆与高加索三叶草TaUPL基因家族的最大似然ML系统发育树及该家族在三叶草不同根部位的表达水平。A基于全长序列、经1000次自展检验构建的大豆与高加索三叶草TaUPL基因家族最大似然ML系统发育树。BTaUPL家族在三叶草不同根部位的表达水平。图2. TaUPLs的系统发育关系、保守基序与基因结构域。A基于全长序列、经1000次自展检验构建的TaUPL蛋白最大似然ML系统发育树。BTaUPLs的结构域分布。CTaUPL蛋白中保守基序的分布。图3. TaUPL21的最大似然ML系统发育树、氨基酸多序列比对、蛋白表达结果、三维结构与疏水性分析。A基于全长序列、经400次自展检验构建的TaUPL21最大似然ML系统发育树。BTaUPL21的氨基酸多序列比对。C蛋白表达结果。DTaUPL21蛋白的三维结构。E疏水性分析。图4. 高加索三叶草TaUPL21过表达毛状根表型及相关指标。A–D高加索三叶草中过表达TaUPL21的毛状根。E过表达TaUPL21的根体积。F过表达TaUPL21的根分叉数。G过表达TaUPL21的根长。H过表达TaUPL21的根尖数。I过表达TaUPL21的根表面积。图5. TaUPL21DNA结合活性的DAP-seq分析与功能验证。ATaUPL21DAP-seq实验两个技术重复间峰的一致性分析。BTaUPL21结合峰在各功能区域如启动子、外显子、内含子的基因组注释统计。C从TaUPL21识别区间富集得到的保守基序。D所有TaUPL21靶基因的结合位点中心到转录起始位点TSS的距离分布。图6. TaUPL21直接结合并正向调控TaAGL29。ATaAGL29启动子序列及重要顺式作用元件分布。BTaUPL21与TaAGL29启动子的结合位点。C酵母单杂交实验验证TaUPL21结合TaAGL29启动子。D瞬时表达实验所用效应子与报告子载体示意图。ETaUPL21与TaAGL29启动子的瞬时表达转录调控实验。F转化杨树原生质体12小时后检测的LUC/REN相对荧光素酶活性。图7. 高加索三叶草TaAGL29过表达毛状根表型、根长与根鲜重。A高加索三叶草中过表达TaAGL29的毛状根。B过表达TaAGL29的根长。C过表达TaAGL29的根鲜重。图8.TaUPL21–TaAGL29通路促进高加索三叶草根系发育。蓝景科信核心服务体系涵盖DAP-seq、RNA-seq及ChIP-seq、ATAC-seq等组学技术同时配套EMSA、Dual-LUC、Y1H、ChIP-qPCR等下游验证方案并提供蛋白Pull-down、Y2H、Co-IP等全套蛋白互作服务。打造“组学检测—功能验证—互作分析”一站式转录因子研究解决方案全方位支撑科研工作高效推进
