文獻(xiàn)題目：Discovery and heterologous reconstitution of a plant noncanonical quasi-circadian gene regulatory network

發(fā)表期刊：Cell

影響因子：45.1

發(fā)表時(shí)間：2026年5月12日

發(fā)表單位：北京大學(xué)

主要研究?jī)?nèi)容：

草莓兼具高營(yíng)養(yǎng)與高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是重要園藝作物。但采后果實(shí)極易受各類病原菌侵染，從而造成嚴(yán)重采后損耗和經(jīng)濟(jì)損失。低溫儲(chǔ)存雖為主流保鮮手段，卻面臨人為創(chuàng)造的環(huán)境。闡明環(huán)境對(duì)植物生物鐘與免疫系統(tǒng)的調(diào)控機(jī)制，已成為該領(lǐng)域亟待攻克的核心科學(xué)問題。

研究發(fā)現(xiàn)，草莓果實(shí)中的經(jīng)典生物鐘基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在采后冷藏環(huán)境中失去了穩(wěn)健的晝夜節(jié)律表達(dá)，但果實(shí)仍表現(xiàn)出顯著的節(jié)律性振蕩。研究結(jié)合雙熒光素酶篩選與網(wǎng)絡(luò)分析，鑒定出FvGRAS、FvMYB109、FvVOZ、FvERF4、FvERF105構(gòu)成的非典型準(zhǔn)晝夜節(jié)律調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。為解析轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控下游的分子機(jī)理，研究聯(lián)用SELEX-seq、EMSA、DAP-qPCR三大技術(shù)體系：借助SELEX-seq高通量篩選各TF特異性結(jié)合DNA，經(jīng)MEME解析保守8bp基序與6bp核心截短序列；EMSA凝膠遷移實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證蛋白與 Btn 標(biāo)記串聯(lián)基序特異性結(jié)合；DAP-qPCR證實(shí)轉(zhuǎn)錄因子僅富集攜帶完整基序的啟動(dòng)子片段。

全基因組掃描結(jié)果顯示275個(gè)節(jié)律基因中258個(gè)啟動(dòng)子含有上述順式元件，啟動(dòng)子基序突變后轉(zhuǎn)錄激活效應(yīng)顯著減弱，證實(shí)這套TF-順式元件互作是低溫草莓維持晝夜節(jié)律振蕩的核心分子機(jī)制。功能實(shí)驗(yàn)證實(shí)完整非典型節(jié)律網(wǎng)絡(luò)是草莓產(chǎn)生灰霉病晝夜免疫節(jié)律的必需條件。

綜上所述，本研究鑒定出全新非典型準(zhǔn)晝夜節(jié)律基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)（GRN），完成真核生物節(jié)律調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的體外異源重建，并明確該網(wǎng)絡(luò)在果實(shí)免疫調(diào)控中的關(guān)鍵作用。該研究不僅揭示了采后植物器官中的生物鐘調(diào)控機(jī)制，為全面理解生物鐘和免疫的互作提供了重要的參考資料，也為未來(lái)果蔬保鮮提供了新的思考方向。

圖 6 非典型類晝夜節(jié)律基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)組分調(diào)控采后草莓果實(shí)晝夜節(jié)律基因

圖 S6 非典型類晝夜節(jié)律基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)組分調(diào)控采后草莓果實(shí)晝夜節(jié)律基因