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植物ATAC-seq文献集锦（二）——生长发育篇往期推文我们给大家介绍了《植物ATAC-seq文献集锦（一）——基因组篇》，本期我们聚焦ATAC-seq技术在植物生长发育方向的应用案例。 案例一：Systematic identification of wheat spike developmental regulators by integated multi-omics, transcriptional network, GWAS, and genetic analyes
研究者分析了小麦幼穗在八个发育阶段的转录组和表观基因组图谱，揭示了染色质可及性和H3K27me3丰度在开花转变期间的协调变化。通过综合多组学分析、转录调控网络（TRN）构建、全基因组关联研究(GWAS)和遗传分析，系统鉴定了调控小麦穗发育的关键转录因子，并构建了一个调控小麦穗形成的转录调控网络。研究团队特别关注了TaMYB30-A1基因，该基因受到WFZP的下游调控和抑制，被发现调控可育小穗的数量。在中国的驯化和育种过程中，含有WFZP结合位点C等位基因的TaMYB30-A1的优秀单倍型被富集，从而改善了农艺性状。此外，研究还建立了一个公开的小麦穗多组学数据库WSMOD，为进一步的研究和育种应用提供了资源。
Fig1.小麦穗发育过程中的转录组和染色质景观
Fig2. 染色质可接近性和H3K27me3动力学促进了植物向生殖的转变 案例二：OBERON3 and SUPPRESSOR OF MAX2 1-LIKE proteins form a regulatory module driving phloem development
该研究揭示了在拟南芥中，广泛表达的PHD指蛋白OBE3与韧皮部特异性蛋白SMXL5形成复合体，共同推动韧皮部发育程序的建立。通过蛋白质相互作用研究和韧皮部特异性ATAC-seq分析，研究表明OBE3和SMXL5蛋白在韧皮部干细胞核内形成复合体，促进韧皮部特异性染色质特征的形成。这一特征允许OPS、BRX、BAM3和CVP2基因的表达，这些基因作为韧皮部分化的中介。研究结果表明，OBE3/SMXL5蛋白复合体建立了对决定韧皮部细胞命运至关重要的核特征，并强调了普遍和局部调节因子如何产生植物发育决策的特异性。
Fig3.SMXL和OBE3基因决定韧皮部相关染色质谱 案例三：Chromatin and regulatory differentiation between bundle sheath and mesophyll cells in maize.
文章研究了玉米中C4光合作用过程中束鞘细胞和叶肉细胞的表观遗传学差异，以及这些差异如何调控细胞类型特异性基因表达。研究者通过对这两种细胞类型的RNA-seq、ATAC-seq、H3K4me3和H3K27me3 ChIP-seq以及BS-seq数据的整合分析，发现染色质可及性与组蛋白修饰（尤其是H3K27me3修饰和CHH甲基化）共同协调，调控细胞类型偏好性基因表达。研究还揭示了与细胞类型特异性表达相关的顺式调节元件和反式作用因子，为理解C4植物中细胞类型特异性基因表达的调控机制提供了深入见解。
Fig4.玉米束鞘(BS)和叶肉(M)细胞染色质可及性分析 案例四：Genome-wide analysis of the XTH gene family and functional analysis of DlXTH23.5/25 during early longan somatic embryogenesis.
本研究对龙眼基因组中的XTH基因家族进行了全基因组分析，鉴定出25个XTH基因，并对其在龙眼早期体细胞胚胎发生过程中的表达模式、顺式作用元件、转录因子结合位点等进行了深入研究。特别地，文章重点分析了DlXTH23.5和DlXTH25两个基因，探讨了它们在体细胞胚胎发生过程中的表达特征以及对热应激的响应。通过双荧光素酶报告基因系统、瞬时转化表达、亚细胞定位等技术手段，研究了转录因子DlWRKY31、DlERF1和DlERF5对DlXTH23.5/25启动子的调控作用，以及这些基因在细胞壁修饰中的功能。研究结果表明，DlXTH23.5/25与相关转录因子构成的调控网络可能通过细胞壁修复参与龙眼的热应激响应，并且XET活性的增加可能会抑制龙眼的体细胞胚胎发生过程。
Fig5. DlXTH具有差异可及性 案例五：Gene co-expression network analysis in areca floral organ and the potential role of the AcMADS17 and AcMADS23 in transgenic Arabidopsis.
本研究通过RNA测序技术生成了槟榔不同花器官的组织特异性转录组谱，并进行了比较分析。利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）鉴定了与花器官发育相关的特定模块和中心基因。研究详细分析了AcMADS-box基因的同源性和表达模式，并使用ATAC-seq分析了雄性和雌性花中的开放染色质区域和转录因子PI的结合位点。异源表达实验揭示了AcMADS17和AcMADS23在花器官发育中的重要作用。研究结果为槟榔花器官发育的功能分析提供了宝贵的基因组资源。
Fig6.AcMADS基因表达模式及转录因子足迹分析 案例六：Integrating ATAC-seq and RNA-seq to identify differentially expressed genes with chromatin-accessible changes during photosynthetic establishment in Populus leaves.
本研究通过解剖观察和RNA-seq分析，研究了杨树（Populus Nanlin895）从新长出的叶片到第六叶（L1至L6）的发育梯度。研究发现，L3之后的叶片中，叶肉细胞具有明显的导管、栅栏组织和海绵组织以及明显的细胞间隙。RNA-seq分析表明，L1和L2中高表达的基因与细胞分裂和分化有关，而L3中高表达的基因富集在光合作用中。因此，研究者选择L1和L3，通过整合ATAC-seq和RNA-seq，鉴定了735个差异表达基因（DEGs），这些基因的启动子区域中染色质可及性发生了变化，其中包括87个转录因子（TFs），如ABI3VP1、AP-EREBP、MYB、NAC和GRF。通过基序富集分析，揭示了通过上游TFs，包括TCP、bZIP、HD-ZIP、Dof、BBR-BPC和MYB等对DEGs的潜在调控功能。总体而言，该研究为探索杨树叶片在光合作用建立过程中的调控网络提供了分子基础。
Fig7.ATAC-seq和RNA-seq联合分析 总的来说，ATAC-seq技术在植物生长发育研究中发挥着重要作用，通过一系列案例分析，我们见证了这一技术如何揭示植物基因组中活跃的调控区域，以及这些区域如何与植物的生长发育紧密相连。这些研究成果不仅丰富了我们对植物生长发育分子机制的理解，也为未来的植物育种和改良工作提供了新的策略和方向。 爱基百客拥有丰富的ATAC-seq项目经验，致力于为您提供最专业、最可靠的ATAC-seq技术服务。无论动物，还是植物和真菌的研究，我们都能为您量身定制最优化的实验方案，解决您在样品处理、数据分析和结果展示等方面的技术难题。选择爱基百客，选择专业、选择信赖！让我们携手合作，共同探索基因调控的奥秘，开启科研之旅的新篇章！赶快联系我们，了解更多关于ATAC技术的信息吧！ ATAC-seq广泛用于染色质开放性研究，该技术利用Tn5转座酶可以接近核小体疏松区域切割暴露的DNA，获得开放染色质区段（open chromatin），然后结合高通量测序和生物信息学分析来挖掘潜在的活跃转录因子及其靶基因，以此探究生物学相关问题。 · 技术优势： 1. 新鲜组织/细胞文库极速交付，最快可当天交付待测序文库； 2. 针对于新鲜样本，提供针对性运输方案，以满足细胞活性； 3. 项目经验丰富，除了常规模式动植物，拥有丰富的疑难样本实验经验，满足客户的不同需求。 4. 拥有完善的ATAC-seq配套分析流程（标准分析+关联分析），丰富的个性化分析。 5. 已协助客户在Nature Commun、Plant Commun和Physiol Plant等国际知名刊物发表多篇高水平文章。 6. 提供从实验设计，建库测序，到数据分析和验证（酵母单杂、EMSA、ChIP等）一站式服务。  · 实测数据：Reads密度分布图
真菌菌丝Reads密度分布图
植物组织Reads密度分布图 Peak可视化
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