导 语柑橘是研究无融合生殖珠心多胚的模式作物体细胞胚胎发生SE也是果树遗传转化、离体快繁的核心基础。华中农业大学邓秀新院士团队连续发表两篇重磅论文围绕同一个核心转录因子CitRWP山金柑中命名FhRWP分别解析上游表观激活机制与下游全能性调控通路一上一下完整拼凑出柑橘体细胞胚胎、珠心不定胚的分子调控故事打通体内无融合生殖与体外细胞重编程两大研究方向。文章1 The Plant Journal 2024谁打开了FhRWP的表达开关01 ATAC-seq揭秘转座子是FhRWP的表观开关对比多胚PO、单胚MO山金柑胚珠染色质开放图谱 多胚材料全基因组可及染色质区域ACR数量显著更高细胞分化、再生通路基因普遍染色质开放图1a-c. PO和MO的ACRs鉴定及相关基因功能富集。 FhRWP启动子区转座子MITE插入片段仅在多胚株存在特异性开放峰单胚材料该区域完全关闭图1d. 启动子MITE区域的染色质可及性水平和FhRWP的表达水平。 染色质重塑蛋白FhARID1特异性结合MITE序列造成等位基因特异性表达只有携带MITE的等位基因大量转录FhRWP。02 三套转基因坐实FhRWP的多功能表型 RNAi沉默珠心多胚显著下降下调FhRWP表达后单粒种子内不定胚数量大幅减少多胚比例剂量依赖性降低直接证明FhRWP是珠心无融合生殖必需基因。图2. 山金柑中FhRWP基因的干扰。 CRISPR敲除植株生殖发育全面紊乱敲除功能型P等位基因有MITE后植株出现多重缺陷包括植株矮小、开花时间推迟2倍以上、花量锐减、完全无法坐果。潜在分子机制是FhRWP直接结合腋芽发育关键基因FhCEN启动子调控营养分生组织向花原基转换。图3. 山金柑中FhRWP基因的敲除。 35S超表达单胚材料实现体细胞胚自主诱导原本难以诱导胚性愈伤的单胚山金柑茎段过表达FhRWP后直接产生颗粒状胚性愈伤与体细胞胚。组学与激素检测显示WUS-CLV干细胞通路、ABA /细胞分裂素合成通路显著激活。然而持续过表达会造成体细胞胚畸形、褐化死亡无法再生完整植株。图4. FhRWP在山金柑MO中的过量表达。文章2 New Phytologist 2026CitRWP如何驱动细胞重编程01 表型绑定CitRWP表达量愈伤胚性强弱标尺 高胚性柑橘愈伤中CitRWP表达显著高于难再生低胚性材料图1c. 4种高胚性愈伤组织和4种低配性愈伤组织中CitRWP的表达水平。 甘油诱导体细胞胚胎全过程CitRWP持续上调是SE启动标志性基因。图1d. SE诱导过程中‘DB02’愈伤组织中CitRWP的表达水平。02 正反遗传双向验证CitRWP正向调控SE 过表达CitRWP低胚性DB02愈伤无需甘油诱导普通培养基即可大量产生体细胞胚诱导效率提升200倍图2a-c. CitRWP过表达促进SE。 RNAi抑制CitRWP甘油处理下体细胞胚数量暴跌愈伤黏液化完全丧失胚性潜能。图2d-f. CitRWP沉默抑制SE。03 多组学锁定核心下游靶标CsDAZ3 整合RNA-seq差异基因 ChIP-seq体内结合位点爱基百客提供技术服务筛选出21个CitRWP直接靶基因C2H2锌指蛋白CsDAZ是功能核心图3. ChIP-seq和RNA-seq联合筛选CitRWP的靶基因。 ChIP-qPCR、EMSA、双荧光素酶、GUS染色多重证据证明CitRWP直接结合CsDAZ启动子RGT1/Myf6_2顺式元件激活其转录图4. 分子实验验证CitRWP直接结合CsDAZ3启动子并激活。 单独过表达CsDAZ3可显著提升柑橘愈伤体细胞胚胎发生能力部分回补CitRWP功能。图5. CsDAZ3过表达促进SE。04 CitRWP具备先锋转录因子活性植物目前仅报道LFY、LEC1两大先锋因子本研究新增CitRWP 野生型愈伤中CsDAZ3启动子染色质高度压缩、几乎无开放区域但CitRWP可以特异性地结合到CsDAZ3启动子中一个极低染色质可及性的区域图6. a,b,e. CsDAZ3的启动子可及性及CitRWP的结合可视化。 CitRWP可直接结合闭合染色质区域结合后重塑核小体排布大幅提升位点染色质可及性图6. c-d. WT和CitRWP-OE愈伤组织中ChIP-seq峰中心周围的ATAC信号。 全基因组统计35%的CitRWP结合位点原生状态为低开放染色质。◆ 两篇文章核心创新对比 ◆维度《The Plant Journal》2024《New Phytologist》2026研究切入点表观遗传FhRWP自身如何被激活转录调控CitRWP如何重编程细胞全能性核心创新1. MITE 转座子介导FhRWP等位特异性表达2. 首次证明 FhRWP多效性同时调控多胚、开花、体细胞胚3. 山金柑 ATAC-seq体系解析无融合生殖表观机制1. 鉴定核心靶基因CsDAZ3建立 CitRWP-CsDAZ3保守模块2. 首次定义CitRWP为植物新型先锋转录因子3. 打通体内珠心胚与体外体细胞胚共享调控通路育种应用靶向编辑MITE元件定向改良柑橘多胚性状调控柑橘开花周期难再生柑橘基因型高效转化工具人工创制无融合生殖作物小编推荐ATAC-seq既能解析目标转录因子基因如何被染色质可及性调控又能探究转录因子如何通过影响染色质质可及性调控下游靶基因是研究利器。结合ChIP-seq还能发掘是否为先锋转录因子补充领域缺口。爱基百客提供领先的表观组学技术服务旗下ATAC-seq和ChIP-seq技术辅助客户发表多篇高水平SCI论文欢迎有需要的老师交流合作。