Advanced Science（IF=14.1）▏DAP-seq助力解析BnJAM3介导BnTFL1调控甘蓝型油菜种子糖转运与油脂合成的机制

文献题目：The BnTFL1-BnJAM3-BnSWEETs Module Orchestrates Seed Storage Reserve Accumulation in Brassica napus

发表期刊：Advanced Science

影响因子：14.1

物种：甘蓝型油菜

发表时间：2026年4月9日

作者单位：西北农林科技大学

蓝景科信提供：DAP-seq技术服务

主要研究结果

甘蓝型油菜是全球重要油料作物，为日益增长的植物油需求和高蛋白饲料供给提供关键支撑。转录调控是种子油脂与蛋白质生物合成碳分配的核心环节，但目前协调油菜种子油脂、蛋白质平衡积累的关键调控因子及其分子机制仍不清楚。

本研究发现，PEBP家族共转录因子BnaC03.TFL1与BnaC09.TFL1存在加性效应，二者共同促进油菜种子可溶性糖与油脂积累，并抑制蛋白质合成，且BnaC03.TFL1发挥主导功能。研究利用酵母双杂交、荧光素酶互补、体外Pull-down、体内Co-IP等多种实验手段证实，BnaC03.TFL1可与bHLH家族转录因子BnJAM3发生蛋白互作。油菜中四个BnJAM3同源基因也呈现加性效应，参与调控种子可溶性糖、油脂与蛋白质的动态平衡。

为解析BnJAM3的作用机制，通过DAP-seq鉴定其全基因组结合位点，共鉴定到12881个结合峰，对应11596个基因组区域；结合峰主要分布在基因启动子、内含子及基因间区，且鉴定出其核心结合基序为bHLH经典的E-box/G-box。结合RNA-seq数据联合分析，筛选出BnaA06.SWEET12、BnaA02.SWEET15、BnaC02.SWEET15三个关键糖转运基因为BnaA01.JAM3的直接靶基因。后续ChIP-qPCR与双荧光素酶实验进一步证实，BnaA01.JAM3能够结合上述基因并正向激活其转录。BnaC03.TFL1与BnaA01.JAM3形成转录复合物后，一方面直接激活蔗糖转运蛋白基因BnSWEETs的表达，促进可溶性糖从种皮向种胚转运；另一方面上调种胚中可溶性糖与油脂通路关键基因、下调蛋白合成通路关键基因，使更多碳源流向油脂合成，最终导致油脂积累量增加、蛋白质含量降低。

本研究提出了优化碳转运与分配、驱动油菜种子油脂高效合成并抑制蛋白质积累的“BnTFL1-BnJAM3-BnSWEETs”分子模型。该成果丰富了油菜种子品质调控的理论体系，也为油菜种质创新以及高产优质新品种选育奠定了重要的分子理论基础。

图1. 鉴定BnaA01.JAM3的潜在直接靶基因。（A）采用RT-qPCR，在授粉后24、28、32、36天的发育种子中，检测受BnaC03.TFL1调控、参与油脂合成、贮藏蛋白合成、糖代谢及糖转运相关基因，在野生型K407、BnJAM3单突变体j1、BnaA01.JAM3过表达株系OE#5和OE#6中的表达水平。（B）韦恩图。（C）BnaA01.JAM3结合峰在甘蓝型油菜基因组各功能区域的分布统计。（D）经DAP-seq鉴定得到的BnaA01.JAM3保守结合基序。（E）交集分析图。（F）DAP-seq结果在BnaA06.SWEET12、BnaA02.SWEET15、BnaC02.SWEET15基因位点上的可视化峰图。

图2.四个BnJAM3旁系同源基因的表达模式分析。（A）利用RT-qPCR检测K407品种授粉后20~50天发育种子中四个BnJAM3旁系同源基因的表达模式。（B）将BnaA01.JAM3、BnaA03.JAM3、BnaC01.JAM3、BnaC07.JAM3蛋白分别与GFP融合，在本氏烟草叶片表皮细胞中观察其亚细胞定位。（C）转录活性检测所用效应载体与报告载体构建示意图。（D）四个BnJAM3蛋白在本氏烟草叶片中的转录活性分析。