番茄作为全球重要经济作物和肉质果实研究的模式植物,其基因调控网络(GRN)研究仍存在重大空白。尽管番茄的果实发育和成熟机制已被广泛研究,但系统性地解析不同器官中转录因子(TF)与靶基因的调控关系仍面临挑战。现有研究多局限于特定条件或器官,缺乏全基因组水平的器官特异性GRN构建,且多数基于基因共表达网络(GCN),无法揭示定向调控关系。此外,番茄基因组注释和转录因子数据库亟待更新,这严重制约了对重要农艺性状调控机制的深入理解。
为解决这些问题,由José D.Fernandez领衔的国际研究团队在《Plant Communications》发表了重要研究成果。研究人员首先整合更新了番茄基因组注释(ITAG4.2-merged),鉴定出1,840个转录因子。随后收集分析了10,605个RNA-seq样本,涵盖根、叶、花、果实和种子五大器官。利用GENIE3算法构建器官特异性GRN,并通过整合染色质可及性数据(ATAC-seq/DNase-seq)、转录因子结合位点预测和共表达网络等多组学数据进行验证。特别采用DNA亲和纯化测序(DAP-seq)对预测的关键转录因子SIGBF3进行实验验证。