擬南芥DOF4.2和DOF4.4調控分枝和種子/角果發(fā)育
Dof轉錄因子家族是一類植物*的轉錄因子家族，它們參與調控了多種生長發(fā)育過程。在以前的研究中發(fā)現(xiàn)，大豆GmDOF4和GmDOF11可提高種子的脂肪酸含量并增加種子千粒重。本研究篩選了在擬南芥種子/花中高表達的Dof轉錄因子AtDOF4.2并進一步研究其功能。

AtDOF4.2定位于細胞核。應用酵母和原生質體系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)AtDOF4.2具有轉錄激活活性，而且其中的TMD基序對于該活性是必需的。AtDOF4.2能結合具有AAAG核心元件的雙鏈DNA序列，核心元件中任意堿基的突變會導致結合能力的喪失，側翼序列能對結合能力產生影響。AtDOF4.2過表達植株表現(xiàn)為分枝增多的表型，TMD基序突變降低了轉基因植物的分枝。上述表型可能是通過提高側枝發(fā)育相關基因STM、TFL1和CYP83B1在轉基因株系中的表達來實現(xiàn)的。AtDOF4.2過表達植株種子表皮細胞壁呈現(xiàn)坍塌狀，細胞間的輪廓變的不明顯。通過GC/MS測定發(fā)現(xiàn)，種子表皮細胞壁中的膠質含量大幅下降，膠質主要成分多糖總含量以及各組分相對含量都發(fā)生了明顯變化。細胞壁松弛相關基因AtEXPA9在轉基因植物中表達量有明顯提高，且AtDOF4.2能與AtEXPA9的啟動子結合。dof4.2突變體沒有分枝和種皮的變化但其角果略長，單株植物種子產量增加。AtDOF4.4是AtDOF4.2的一個類似物，具有轉錄激活活性。其過表達也促進側枝發(fā)育，但抑制角果長度及單株產量。AtDOF4.4的RNAi株系呈現(xiàn)角果增長單株產量增加。AtDOF4.2和AtDOF4.4表達都受到抑制的株系其表型與AtDOF4.4的RNAi株系類似。

這些研究表明，AtDOF4.2和AtDOF4.4是調控植物分枝和種子/角果發(fā)育的重要因子。對于揭示植物株型與產量的關系具有重要意義。該研究于2012年10月24日在線發(fā)表于Biochemical Journal。共同培養(yǎng)的學生鄒洪峰和張玉芹是共同*作者。周奕華課題組也參與了相關工作。該項研究受973，轉基因專項及自然基金資助。