引言

随着高通量测序技术的迅猛发展，公开发表的组学数据呈爆炸式增长。其中，大量的转录组测序 (RNA-seq) 数据如同等待开采的石油，经过提炼加工便会成为助力研究植物科学研究发展的新能源。目前，在植物领域中，涵盖不同细胞、组织、器官、不同发育阶段和不同逆境响应等的RNA-seq数据已超30万个[1]，未来还将持续增加。

基因组中包含大量的调控元件，复杂调控网络的解析一直是生命科学领域的研究热点。南京大学生命科学学院陈迪俊课题组发布的ChIP-Hub (https://biobigdata.nju.edu.cn/ChIPHub/) 在线数据库[2]，给广大植物研究学者提供一个系统全面的调控基因组资源数据库及分析平台，为作物精准改良提供了宝贵的参考资源。

近期，MDPI期刊IJMS 发表了研究论文——Transcriptomic Data Meta-Analysis Sheds Light on High Light Response in Arabidopsis thaliana L.，基于模式植物拟南芥中的公开数据，整合多个数据库资源，揭示了在强光胁迫下拟南芥的转录组变化特征、蛋白质相互作用和调控基序的变化趋势[3]。

研究内容

该研究利用元分析 (Meta-Analysis) 统计方法对拟南芥公开的转录组数据进行处理和分析，结果表明WRKY、NAC、MYB、AP2/ERF和bZIP等转录因子家族是参与强光响应的主要转录因子，并预测了其调控网络和潜在靶基因。此外，还表征了JAZ1蛋白作为茉莉酸途径中的关键转录因子，在强光响应下启动茉莉酸途径相互调控作用的功能。该研究在系统生物学层面全局鉴定拟南芥响应强光胁迫中潜在的调控因子，并对其分子调控网络进行预测。

研究总结

该研究将转录组学、蛋白质相互作用、调控基序变化和基因功能注释的数据进行整合，对拟南芥响应强光胁迫的调控因子进行系统分析，这种整合多维数据的研究方法为浩如烟海的组学数据挖掘和全面解析提供了参考，为理解更多植物功能和进化提供了分子基础。未来，从不同的系统发育水平对不同物种进行比较，将使我们对陆地化、次生代谢、植物-微生物相互作用、非生物胁迫抗性和其他重要特征的基因与途径有更多的了解。

图1. 数据搜索和处理步骤在框架中的相互作用[3]。

图2. 预测选定差异表达基因启动子中的富集基序。基于拟南芥转录组学元分析预测富含六聚体上游区域的顺式调节元件及其遗传靶点[3]。

图3. 21个连接簇构成的调控网络，对应高光胁迫反应调节的功能模块[3]。

图4. 根据元分析，强光反应中涉及的分子机制图谱[3]。

参考文献：

1. Julca, I.;  Tan, Q. W.; Mutwil, M., Toward kingdom-wide analyses of gene expression. Trends in Plant Science 2022.

2. Fu, L.-Y.;  Zhu, T.;  Zhou, X.;  Yu, R.;  He, Z.;  Zhang, P.;  Wu, Z.;  Chen, M.;  Kaufmann, K.; Chen, D., ChIP-Hub Provides an Integrative Platform for Exploring Plant Regulome. Nature Communications 2022, 13 (1), 3413.

3. Bobrovskikh, A. V.;  Zubairova, U. S.;  Bondar, E. I.;  Lavrekha, V. V.; Doroshkov, A. V., Transcriptomic Data Meta-Analysis Sheds Light on High Light Response in Arabidopsis thaliana L. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23 (8), 4455.

原文出自IJMS 期刊

Bobrovskikh, A.V.; Zubairova, U.S.; Bondar, E.I.; Lavrekha, V.V.; Doroshkov, A.V. Transcriptomic Data Meta-Analysis Sheds Light on High Light Response in Arabidopsis thaliana L. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 4455.

撰稿人：汪俏梅

专栏简介

“植物次生代谢与功能”专栏由 Horticulturae 期刊编委汪俏梅教授 (浙江大学) 主持，专注于植物次生代谢与功能领域的前沿进展。

专栏编辑

汪俏梅 教授

浙江大学农业与生物技术学院

浙江大学农业与生物技术学院教授、博士生导师。主要从事蔬菜品质与抗性生理研究。其团队一直致力于蔬菜中重要次生代谢物质的生物合成与代谢调控网络解析，在此基础上发展适合我国特色的蔬菜全产业链品质调控技术，以及品质与抗性的协同调控。