Dimerization of PtrMYB074 and PtrWRKY19 mediates transcriptional activation of PtrbHLH186 for secondary xylem development in Populus trichocarpa

第一作者：Huizi Liu

第一单位：东北林业大学

第一通讯：Wei Li

 Abstarct 

背景回顾：Wood formation is controlled by transcriptional regulatory networks (TRN) involving regulatory homeostasis determined by combinations of transcription factor (TF)–DNA and TF–TF interactions. 

木材的形成受到转录调控网络（TRN）的控制，该TRN涉及到由TF-DNA和TF-TF互作组合所决定的调控内稳态。

提出问题：Functions of TF–TF interactions in wood formation are still in the early stages of identification. 

有关木材形成过程中TF–TF互作的功能研究，目前仍处于早期阶段。

研究对象：PtrMYB074 is a woody dicot-specific TF in a TRN for wood formation in Populus trichocarpa. 

PtrMYB074是双子叶木本植物特有的一个TF，其在杨树木材形成的TRN中发挥功能。

结果1-PtrMYB074-TF：Here, using yeast two-hybrid and bimolecular fluorescence complementation, we conducted a genome-wide screening for PtrMYB074 interactors and identified 54 PtrMYB074-TF pairs. Of these pairs, 53 are novel. 

本文中，作者利用酵母双杂技术和生物分子荧光互补试验，对PtrMYB074的互作因子进行了全基因组层面的鉴定，结果共获得了54对PtrMYB074-TF互作组。在这些互作对中，53个是新鉴定出来的。

结果2-PtrMYB074-PtrWRKY19：We focused on the PtrMYB074-PtrWRKY19 pair, the most highly expressed as well as xylem-specific interactor, and its direct transregulatory target, PtrbHLH186, the xylem-specific one of the pair’s only two direct TF target genes.

作者挑选了其中的PtrMYB074-PtrWRKY19互作对，因为PtrWRKY19在木质部中的表达量最高，而且该互作对是木质部特有的；另外，PtrMYB074和PtrWRKY19的ChlP-seq分析显示其下游直接靶基因有2个是重叠的，其中一个PtrbHLH186具有木质部特异性的表达。

结果3-PtrMYB074-PtrWRKY19-PtrbHLH186：Using transient and CRISPR-mediated transgenesis in P. trichocarpa coupled with chromatin immunoprecipitation and electrophoretic mobility shift assays, we demonstrated that PtrMYB074 is recruited by PtrWRKY19 and that the PtrMYB074-PtrWRKY19 dimers are required to transactive PtrbHLH186. 

作者利用杨树瞬时表达和CRISPR介导的遗传转化，同时结合ChIP和EMSA试验，发现PtrMYB074受到PtrWRKY19的招募，并且PtrMYB074和PtrWRKY19形成的二聚体是转录激活PtrbHLH186基因所必须的。

结果4-PtrbHLH186功能：Overexpressing PtrbHLH186 in P. trichocarpa resulted in retarded plant growth, increased guaiacyl-lignin, a higher proportion of smaller stem vessels, and strong drought-tolerance phenotypes.

在杨树中过表达PtrbHLH186基因会导致植株生长延缓，G型木质素含量降低，茎中小孔径导管细胞的比例增多，且抗旱能力增强。本文所报道的PtrMYB074-PtrWRKY19-PtrbHLH186调控模块可能有助于设计最优生长和木材形成的遗传控制，从而以牺牲最小的生长代价来获得最大化的木材收益。

结论：Knowledge of the PtrMYB074-PtrWRKY19-PtrbHLH186 regulation may help design genetic controls of optimal growth and wood formation to maximize beneficial wood properties while minimizing negative effects on growth.

本文所报道的PtrMYB074-PtrWRKY19-PtrbHLH186调控模块可能有助于设计最优生长和木材形成的遗传控制，从而以牺牲最小的生长代价来获得最大化的木材收益。

** 李 伟 **

doi: https://doi.org/10.1111/nph.18028

Journal: New Phytologist

 First Published: February 12, 2022​