局部和冗余基因调控网络控制拟南芥种子的成熟

在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中，四个主要调控因子（ABA不敏感3 ABI3，FUSCA3 FUS3，叶子子叶1 LEC1 和 LEC2）控制种子成熟的主要方面，如贮存化合物积累、子叶身份、耐干旱能力的获得和休眠。这些调控因子之间复杂的遗传相互作用的分子基础尚不清楚。通过分析不同单一、双重和三重成熟突变体中的ABI3和FUS3表达，我们识别出四个基因之间的多个调控联系。我们发现LEC2的一个主要作用是上调FUS3和ABI3。lec2突变导致ABI3和FUS3表达显著下降，且大多数lec2表型可通过ABI3或FUS3的持续表达得到恢复。此外，ABI3和FUS3积极调节自身及彼此，形成维持其在胚胎中持续而均匀表达的反馈回路。最后，LEC1也在子叶中积极调节ABI3和FUS3。发现的大多数遗传调控被认为是局部和冗余的，这解释了它们为何以前被忽视。这项工作建立了一个种子成熟的遗传框架，将该过程的关键调控因子组织成层级网络。此外，它还为lec2突变胚胎中令人困惑的可变特征提供了分子解释。