转录组多组学在植物领域的应用为我们提供了深入了解植物基因表达调控网络的机会。通过综合分析不同层面的数据，我们能够揭示植物在特定条件下的生物学复杂性。
转录组多组学可用于分析mRNA的表达，揭示mRNA在植物生长、发育和应对逆境等方面的调控作用。这有助于理解基因表达的后转录调控机制。转录组多组学在植物研究中被广泛应用，例如揭示植物对逆境的响应机制、探究植物生长发育的调控网络、研究植物的免疫反应等。这为培育具有抗逆性、高产性和优良品质的新品种提供了理论支持。
总体而言，转录组多组学在植物领域的应用为我们提供了全面解析植物基因表达调控的工具，为理解植物生物学的复杂性和改良农作物提供了重要支持。
1.一种新型的R2R3-MYB转录因子FaMYB5正向调控栽培草莓（Fragaria × ananassa）中花青素和原花青素的生物合成
文献标题：A novel R2R3-MYB transcription factor FaMYB5 positively regulates anthocyanin and proanthocyanidin biosynthesis in cultivated strawberries (Fragaria × ananassa)
发表期刊：Plant Biotechnology Journal
影响因子：13.8
发表时间：2023.6
文章链接：DOI: 10.1111/pbi.14024
摘 要
类黄酮对栽培草莓的果实品质有重要贡献，并受 MYB、bHLH 和 WD40 转录因子的调控。我们在此报告了一种 R2R3-MYB 转录因子 FaMYB5 的鉴定结果，该因子通过反式激活 F3'H 和 LAR，对花青素和原花青素的积累起着积极的调节作用。草莓 FaEGL3 和 FaLWD1/FaLWD1-like 与 R2R3-FaMYB5 相互作用，形成 MYB-bHLH-WD40 复合物（MBW），提高了调控效率。R2R3-FaMYB5在不同组织和不同发育阶段的果实中均呈组成型表达，这与FaMYB10的果实特异性表达模式形成了鲜明对比。同时，R2R3-FaMYB5 未能促进 myb10 突变体成熟果实中花青素苷的稳定积累，这主要是由于 TT19 的表达受到抑制。R2R3-FaMYB5 受反义长非编码 RNA lncRNA-myb5 的调控。此外，R2R3-FaMYB5 蛋白可与 FaBT2 相互作用，并通过泛素/26 S 蛋白酶体途径降解。转录组和代谢组数据显示，R2R3-FaMYB5 增强了参与类黄酮、苯丙酮和木质素生物合成途径的基因表达和代谢物积累。综上所述，我们得出结论：FaMYB5 是一种参与 MBW 组成的 R2R3-MYB 激活因子，它能积极调节花青素和原花青素的生物合成。
2.环境梯度揭示了植物陆地化之前的应激中心
文献标题：Environmental gradients reveal stress hubs pre-dating plant terrestrialization
发表期刊：Nature plants
影响因子：18.0
发表时间：2023.9
文章链接：DOI: 10.1038/s41477-023-01491-0
摘 要
植物陆地化带来了陆地植物（胚胎植物）。胚胎植物占陆地生物量的大部分，是由链藻进化而来的。最近的研究进展首次揭开了陆地植物近缘藻类的全基因组；其中最早的物种是中叶藻（Mesotaenium endlicherianum）。在这里，我们利用精细梳状 RNA 测序技术，结合光生理学评估方法，对暴露在连续温度和光照条件下的介壳虫进行了研究。我们的数据建立了一个包含 42 种不同条件的网格，产生了 128 个转录组和约 1.5 Tbp（约 99 亿个读数）的数据，利用梯度聚类研究了胁迫响应的综合效应。中叶植物与陆生植物在支持胁迫响应和适应的遗传网络中共享主要枢纽。我们的数据表明，自链格藻进化的 6 亿多年以来，脂滴的形成以及质体和细胞壁衍生的信号一直是分子程序的核心--在植物踏上陆地的第一步之前就是如此。
3.重塑代谢途径：开花植物中苯并恶嗪类化合物的独立进化
文献标题：Reinventing metabolic pathways: Independent evolution of benzoxazinoids in flowering plants
发表期刊：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
影响因子：11.1
发表时间：2023.10
文章链接：DOI: 10.1073/pnas.2307981120
摘 要
苯并恶嗪类化合物（BXDs）是一类从吲哚中提取的特殊植物代谢物，具有广泛的抗菌和杀虫特性。大多数特化代谢物通常具有特定的品系，而 BXDs 则与之不同，它零星地出现在一些远缘植物目中。这一观察结果表明，BXD 的生物合成在植物王国中多次独立出现。然而，尽管数十年来对禾本科植物的研究已经阐明了单子叶植物中的 BXD 途径，但对真叶植物中 BXD 的生物合成却一无所知。在这里，我们采用代谢组学和转录组学指导的方法，结合在烟草本根中的途径重组，鉴定并描述了Aphelandra squarrosa和Lamium galeobdolon这两种系统发育上距离较远的裸子植物的BXD生物合成途径。我们的研究表明，A. squarrosa 和 L. galeobdolon 的 BXD 生物合成利用了一种含黄素的双功能单氧化酶，而不是像禾本科植物那样利用两种不同的细胞色素 P450。galeobdolon 利用一种含黄素的双功能单加氧酶代替两种不同的细胞色素 P450，禾本科植物也是如此。此外，我们还发现了在进化上不相关的细胞色素 P450s、一种依赖于 2-氧代戊二酸的二氧合酶、一种 UDP-葡萄糖基转移酶和一种甲基转移酶，它们也被招募到这些 BXD 生物合成途径中。我们的发现是对裸子植物中 BXD 途径的发现。此外，这些途径中的生物合成酶清楚地表明，BXDs 在植物界至少独立出现过三次。已确定的 BXD 酶的异质库代表了代谢可塑性的一个显著例子，在这个例子中，BXDs 是根据相似的化学逻辑合成的，但却使用了一套完全不同的代谢酶。
参考文献
Jiang L, Yue M, Liu Y, Zhang N, Lin Y, Zhang Y, Wang Y, Li M, Luo Y, Zhang Y, Wang X, Chen Q, Tang H. A novel R2R3-MYB transcription factor FaMYB5 positively regulates anthocyanin and proanthocyanidin biosynthesis in cultivated strawberries (Fragaria × ananassa). Plant Biotechnol J. 2023 Jun;21(6):1140-1158. doi: 10.1111/pbi.14024. Epub 2023 Feb 22. PMID: 36752420; PMCID: PMC10214752.
Dadras A, Fürst-Jansen JMR, Darienko T, Krone D, Scholz P, Sun S, Herrfurth C, Rieseberg TP, Irisarri I, Steinkamp R, Hansen M, Buschmann H, Valerius O, Braus GH, Hoecker U, Feussner I, Mutwil M, Ischebeck T, de Vries S, Lorenz M, de Vries J. Environmental gradients reveal stress hubs pre-dating plant terrestrialization. Nat Plants. 2023 Sep;9(9):1419-1438. doi: 10.1038/s41477-023-01491-0. Epub 2023 Aug 28. PMID: 37640935; PMCID: PMC10505561.
Florean M, Luck K, Hong B, Nakamura Y, O'Connor SE, Köllner TG. Reinventing metabolic pathways: Independent evolution of benzoxazinoids in flowering plants. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Oct 17;120(42):e2307981120. doi: 10.1073/pnas.2307981120. Epub 2023 Oct 9. PMID: 37812727; PMCID: PMC10589660.
