近日，福建农林大学教授朱方捷课题组与中国热带农业科学院研究员吕培涛课题组在《生物技术通报（英文）》（aBIOTECH）发表综述论文。文章总结了高通量鉴定顺式元件组的四类主要方法，介绍了现有顺式元件数据库，探讨了园艺作物中已鉴定的顺式调控元件如何调控重要农艺性状，并展望了顺式调控元件在作物育种中的应用前景。

顺式元件组调控园艺作物多种农艺性状。aBIOTECH供图

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目前，已有超2000种植物基因组得到解析，如何解读、破译测序获得的基因组密码，是后基因组时代的重要任务。不直接编码蛋白质的基因组“暗物质”区域——非编码区中分布着大量可结合转录因子的功能位点，即顺式调控元件（Cis-regulatory elements, CREs）。

所有顺式元件形成顺式元件组（Cistrome），其与转录因子的互作，调控着基因的定时、定点、定量表达。因此，系统鉴定顺式元件组，不仅有助于注释非编码基因组功能片段、解析转录调控网络，同时也可为作物种质创新提供重要育种靶点。

鉴定顺式元件组的现有高通量方法主要基于以下四类原理：鉴定转录因子结合位点；鉴定相关表观遗传标记；基于序列活性的鉴定；基于基因组学的鉴定。

已报道的研究中，顺式元件组与园艺作物的以下重要农艺性状相关：调控果实成熟、果实形态、果实色素代谢、非生物胁迫的响应，以及促进园艺作物改良。

文章指出，目前高通量技术的兴起已极大丰富了顺式调控元件相关的数据集，但同步创新、开发可解析顺式调控元件“语法”的数据分析方法也至关重要。近年来，人工智能与深度学习的发展为研究、设计顺式调控元件提供了前所未有的机遇。未来的作物育种中，可通过精准设计、定向编辑相关顺式调控元件，来精确调节目标农艺性状，以开发具有更强气候适应性及更高营养价值的园艺作物，贡献于全球农业的可持续发展。

吕培涛与朱方捷为该论文通讯作者，福建农林大学未来技术学院博士生李甜和园艺学院讲师曾雯为本文第一作者。研究得到了国家自然科学基金，国家重点研发计划，热带作物生物育种全国重点实验室项目，福建省雏鹰计划青年拔尖人才项目以及人社部高层次海外人才项目的资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1007/s42994-025-00237-0