英文題目：Genome-Wide Characterization of cis-Acting DNA Targets Reveals theTranscriptional Regulatory Framework of Opaque2 in Maize
中文題目：全基因組水平分析順式作用DNA靶序列以揭示玉米轉錄因子Opaque2的轉錄調控構架
合作單位：上海大學 作者：Chaobin Li
期刊名：The Plant Cell IF：9.338
發表時間：2015.03
樣品類型：Opaque2突變型和野生型純合玉米胚乳
研究背景：
轉錄因子Opaque2 (O2)調控的作用一直受到人們的關注，但由於O2的多效性作用機理的不明確性，限制了其在農業中的應用，前期研究雖然表明O2可以影響多種玉米蛋白的表達，但是否直接參與多種玉米蛋白的表達調控是未知的。本研究採用RNA-seq和CHIP-seq分別從整個轉錄水平和全基因組水平研究Opaque2突變型玉米的表達情況並搜索O2在全基因組水平的DNA位點情況，聯合兩者分析可以揭示差異基因是否為O2所調控。
研究思路：
1）取材：
Opaque2突變型（實驗組）和野生型（對照組）純合玉米授粉15天後的胚乳，每種3個生物學重複
2）建庫測序：
RNA-seq和CHIP-seq 平臺：Illumina HiSeq 2500
3）信息分析
RNA-seq數據分析：mapping至玉米基因組（軟體TopHat2.0.6）、DEGs分析、LncRNA分析（軟體PhyloCSF）
CHIP-seq數據分析: mapping至玉米基因組（軟體Bowtie2 version 2.2.3），Peak峰搜尋（軟體MACS2 version 2.0.10），Peak關聯基因（Peak位於基因轉錄區、內含子區、轉錄起始位點上遊1kb、轉錄終止位點下遊1kb）查找、BindingMotif 分析（軟體MEME-ChIP）CHIP-seq和RNA-seq關聯分析
重要結果：
1. Opaque2突變型和野生型RNA-seq數據分析
RNA-seq分析獲得了1605個差異表達的基因，其中有838個基因上調、 767個基因下調；383個差異表達的lncRNA，其中258個基因上調、125個基因下調。qRT-PCR驗證結果與RNA-seq結果一致（選取40個差異表達基因，其中38個與RNA-seq結果一致）。1605個差異表達的基因有607個獲得GO功能注釋。這些差異基因與營養的儲存活性、N代謝、脅迫抵抗等有關。
2. CHIP-seq與RNA-seq數據關聯分析
1）CHIP-seq數據分析
測序數據mapping到參考基因組，利用MACS2檢測到了1686個peak (即，O2結合位點)，並對peak的分布進行了統計，有66%的peak分布在1143個基因上（genic regions），其中21%位於基因的啟動子區，且peak主要集中在最近基因TSS上遊300bp。還檢測到了個O2結合的motif，其中TGACGTGG是最保守的，主要分布在peak的上下遊100bp。
2）CHIP-seq和 RNA-seq數據關聯分析
RNA-seq分析獲得的1605 DEGs中，有39個在CHIP-seq分析中分析受O2調控，而RNA-seq分析獲得的LncRNA沒有發現受O2調控。研究發現，O2參與除16- 和18-kD 玉米蛋白以外的其他所有玉米蛋白的表達調控；對2個轉錄因子（Myb-like 和 GBF1）有直接調控作用，並參與調控與C和胺基酸代謝、生物脅迫相關的基因。
參考文獻：
Chaobin Li, et al. Genome-wide characterization of cis-acting DNAtargets reveals the transcriptional regulatory framework of opaque2 in maize.The Plant Cell 27(3):532-45, March, 2015