2022年7月28日，团队发表了题为“Methylation of a MITE insertion in the MdRFNR1-1 promoter is positively associated with its allelic expression in apple in response to drought stress”的研究论文。该研究揭示苹果树中MdRFNR1-1启动子中 MITE 转座子插入的甲基化与其在苹果中响应干旱胁迫的等位基因表达呈正相关。管清美教授为论文通讯作者，博士后牛春东、博士生姜丽娟和曹富国为论文的共同第一作者。

转座因子 (TE) 被认为是基因组稳定的不利因素——如果不加以控制，就会破坏基因组的完整性。然而，它们也可以产生新基因表达模式导致遗传和表观遗传变异。例如，玉米的顶端优势和血橙的红色是由 TE 插入介导的 。因此，TE 还可以通过基因调控变化来推动进化。然而，TE 在植物逆境响应反应中的作用，仍然知之甚少！

干旱胁迫会破坏氧化还原反应，影响有害活性氧 (ROS) 的平衡。在介导氧化还原反应的酶中，NADP+氧化还原酶（RFNRs）催化非光合质体中铁氧还蛋白的还原。该研究发现，在干旱胁迫处理后，苹果中 RFNR1 的表达在整个植物中上调，并发现了两个在 3 个氨基酸上的等位基因：MdRFNR1-1 和 MdRFNR1-2。研究表明，这两个等位基因编码的功能性 RFNR 能够在体外催化氧化还原反应，并在组成型表达时赋予转化的苹果愈伤组织耐旱性。此外，该研究还产生了 MdRFNR1-1 表达增加或减少的转基因苹果植物，分别显示出对干旱胁迫的耐受性增强或降低。

该研究仔细观察 MdRFNR1 的两个等位基因，研究发现在 MdRNFR1-1 的启动子中发现了一个 430 bp 的微型反向重复 TE (MITE) 插入。进一步通过 PCR 基因分型的 371 个 Malus 种质中的 30 个中发现了这种 MITE 插入。然后观察了两个等位基因之间的表达差异，发现 MdRFNR1-1 在根中的表达更高，并且可以在体外受到干旱胁迫的进一步诱导。为了测试 MITE 插入是否介导 MdRFNR1 表达的干旱胁迫诱导，研究用 GUS 报告基因转化苹果愈伤组织，检测有和没有 MITE 插入的效果。研究表明，仅当存在 MITE 插入时，GUS 表达才由干旱胁迫诱导，从而证实了其在顺式调节中的作用。

MITE 插入与 24 个核苷酸的小 RNA 和 DNA 甲基化有关。使用甲基转移酶抑制剂减少 DNA 甲基化导致干旱胁迫时 MdRFNR1-1 表达减少。该研究在苹果基因组中鉴定了 SUVH1 和 SUVH3 的四个同源物以及 DNAJ1 和 DNAJ2 的五个同源物。并使用酵母双杂交试验和分裂荧光素酶相互作用试验证实了九种同源物中的五种之间的相互作用。同时还表明，使用 DNA 亲和纯化测序 (DAP-seq)，MdSUVH1 和 MdSUVH3 优先与甲基化 MITE 插入结合。最后，使用双荧光素酶报告基因分析表明，将 MdSUVH1 与任何 MdDNAJ 同源物结合可增加浸润烟叶中荧光素酶的表达，表明 MdDNAJ 同源物在 MdSUVH1 介导的 MdRFNR1-1 表达激活中具有冗余功能。

综上所述，该研究数据强烈支持干旱胁迫条件下 MITE 的插入在 MdRFNR1-1 顺式调节中的作用（如下图图）。这项工作提供了一个额外的案例，其中 TE 插入和 DNA 甲基化与转录呈正相关。

论文链接：https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koac220/6650097