文獻題目：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：甘藍型油菜

發(fā)表時間：2026年4月9日

作者單位：西北農林科技大學

藍景科信提供：DAP-seq技術服務

主要研究結果

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

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

為解析BnJAM3的作用機制，通過DAP-seq鑒定其全基因組結合位點，共鑒定到12881個結合峰，對應11596個基因組區(qū)域；結合峰主要分布在基因啟動子、內含子及基因間區(qū)，且鑒定出其核心結合基序為bHLH經典的E-box/G-box。結合RNA-seq數(shù)據(jù)聯(lián)合分析，篩選出BnaA06.SWEET12、BnaA02.SWEET15、BnaC02.SWEET15三個關鍵糖轉運基因為BnaA01.JAM3的直接靶基因。后續(xù)ChIP-qPCR與雙熒光素酶實驗進一步證實，BnaA01.JAM3能夠結合上述基因并正向激活其轉錄。BnaC03.TFL1與BnaA01.JAM3形成轉錄復合物后，一方面直接激活蔗糖轉運蛋白基因BnSWEETs的表達，促進可溶性糖從種皮向種胚轉運；另一方面上調種胚中可溶性糖與油脂通路關鍵基因、下調蛋白合成通路關鍵基因，使更多碳源流向油脂合成，最終導致油脂積累量增加、蛋白質含量降低。

本研究提出了優(yōu)化碳轉運與分配、驅動油菜種子油脂高效合成并抑制蛋白質積累的“BnTFL1-BnJAM3-BnSWEETs"分子模型。該成果豐富了油菜種子品質調控的理論體系，也為油菜種質創(chuàng)新以及高產優(yōu)質新品種選育奠定了重要的分子理論基礎。

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，檢測受BnaC03.TFL1調控、參與油脂合成、貯藏蛋白合成、糖代謝及糖轉運相關基因，在野生型K407、BnJAM3單突變體j1、BnaA01.JAM3過表達株系OE#5和OE#6中的表達水平。（B）韋恩圖。（C）BnaA01.JAM3結合峰在甘藍型油菜基因組各功能區(qū)域的分布統(tǒng)計。（D）經DAP-seq鑒定得到的BnaA01.JAM3保守結合基序。（E）交集分析圖。（F）DAP-seq結果在BnaA06.SWEET12、BnaA02.SWEET15、BnaC02.SWEET15基因位點上的可視化峰圖。

圖2. 四個BnJAM3旁系同源基因的表達模式分析。（A）利用RT-qPCR檢測K407品種授粉后20~50天發(fā)育種子中四個BnJAM3旁系同源基因的表達模式。（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胞中觀察其亞細胞定位。（C）轉錄活性檢測所用效應載體與報告載體構建示意圖。（D）四個BnJAM3蛋白在本氏煙草葉片中的轉錄活性分析。