A natural antisense RNA improves chrysanthemum cold tolerance by regulating the transcription factor DgTCP1《PLANT PHYSIOLOGY》(IF=8.005)


摘要：

长链非编码rna（lncRNAs）广泛参与植物生长发育的调控，但其在植物响应低温胁迫下的作用机制尚不清楚。

在这里，我们发现了一个来自菊花DgTCP1（I类分支链1/环科/增殖转录因子）的lncRNA，命名为DglncTCP1。

在菊花对冷胁迫的响应过程中，过表达DgTCP1提高了菊花的耐寒性，而DgTCP1编辑系（dgtcp1）对冷胁迫的耐寒性降低。

过表达DglncTCP1也提高了菊花的耐寒性，而DglncTCP1 amiRNA系（DglncTCP1 amiR-18/38）也表现出了菊花的耐寒性。

此外，过表达DglncTCP1也上调了DgTCP1的表达。

这说明DglncTCP1可能在DgTCP1的耐寒性的调控过程中发挥顺式调控作用。DglncTCP1作为支架，招募组蛋白修饰蛋白DgATX（菊花拟南芥三胸）到DgTCP1，以提高H3K4me3水平，从而激活DgTCP1的表达。

此外，DgTCP1可以直接靶向DgPOD（菊花过氧化物酶基因），促进其表达，减少活性氧积累，从而提高菊花的耐寒性。
综上所述，天然反义lncRNA在提高菊花的耐寒性中起着关键作用。



DgTCP1对低温有响应性，我们采集冷处理（4 C，6 h）和未处理（25 C）菊花，并进行低温转录组分析（RNA-seq；登录号PR JNA782847），从中差异表达DgTCP1 ，经过低温处理后，叶片中DgTCP1在叶片中的表达量逐渐增加，DgTCP1在菊花对冷胁迫的响应中起着正向调控作用；

过表达DgTCP1降低了低温胁迫下菊花ROS的积累，而降低DgTCP1的表达增加了菊花ROS的积累，从而证明过表达DgTCP1可以提高菊花的耐寒性。



EMSA结果证实，DgTCP1在体外直接与DgPOD启动子中的TCP结合位点（TGGGCC）结合。ChIP-qPCR结果显示，在P2区富集了dgtcp1的DgPOD启动子片段。

这些结果表明，DgTCP1可以直接靶向DgPOD，促进DgPOD的表达，减少低温下ROS的积累，从而减少质膜损伤。



我们进行ChIP分析，检测WT和amiRNA系中DgTCP1位点的H3K4me3水平，结果表明DglncTCP1可能在促进DgTCP1中H3K4me3的沉积过程中发挥作用；

我们通过RNA纯化结合qPCR（ChIRP-qPCR）进一步分离染色质，发现DglncTCP1与DgTCP1结合。我们使用抗dgatx抗体在冷处理后在WT系中进行RIP实验。

在免疫共沉淀中检测到DglncTCP1转录本，但在较高水平上未检测到DgTCP1转录本；这说明DgATX和DglncTCP1有显著的合并作用。

我们检测了DgATX在WT和amiRNA系中在DgTCP1上的富集，以确定DglncTCP1在DgATX靶向DgTCP1中的作用。

DglncTCP1的下调大大降低了DgATX在DgTCP1中的富集。

这证实了DglncTCP1的结合可以招募DgATX并直接激活DgTCP1的表达。

总之，DglncTCP1对低温具有响应性，它在招募DgATX到DgTCP1以激活DgTCP1的表达中起着关键作用，



作者使用伯信生物明星产品ChIRP试剂盒进行了上述分子互作调控机制的研究。

原文链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9434197/