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A Conserved cis-Regulatory Module Determines Germline Fate through Activation of the Transcription Factor DUO1 Promoter

机译：保守的顺式调控模块通过激活转录因子DUO1启动子来确定种系的命运。

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The development of the male germline within pollen relies upon the activation of numerous target genes by the transcription factor DUO POLLEN1 (DUO1). The expression of DUO1 is restricted to the male germline and is first detected shortly after the asymmetric division that segregates the germ cell lineage. Transcriptional regulation is critical in controlling DUO1 expression, since transcriptional and translational fusions show similar expression patterns. Here, we identify key promoter sequences required for the germline-specific regulation of DUO1 transcription. Combining promoter deletion analyses with phylogenetic footprinting in eudicots and in Arabidopsis accessions, we identify a cis-regulatory module, Regulatory region of DUO1 (ROD1), which replicates the expression pattern of DUO1 in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). We show that ROD1 from the legume Medicago truncatula directs male germline-specific expression in Arabidopsis, demonstrating conservation of DUO1 regulation among eudicots. ROD1 contains several short conserved cis-regulatory elements, including three copies of the motif DNGTGGV, required for germline expression and tandem repeats of the motif YAACYGY, which enhance DUO1 transcription in a positive feedback loop. We conclude that a cis-regulatory module conserved in eudicots directs the spatial and temporal expression of the transcription factor DUO1 to specify male germline fate and sperm cell differentiation.
机译：花粉内雄性种系的发育依赖于转录因子DUO POLLEN1（DUO1）对众多靶基因的激活。 DUO1的表达仅限于雄性种系，并在分离生殖细胞谱系的不对称分裂后不久被首次检测到。转录调控对于控制DUO1表达至关重要，因为转录和翻译融合显示相似的表达模式。在这里，我们确定DUO1转录的种系特异性调节所需的关键启动子序列。结合启动子缺失分析与真核生物和拟南芥属种的系统发育足迹，我们确定了一个顺式调控模块，DUO1（ROD1）的调控区域，它复制了DUO1在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中的表达模式。我们显示从豆科植物紫花苜蓿的ROD1指导拟南芥中的雄性种系特异性表达，表明在双子叶植物中DUO1调节的保守性。 ROD1包含几个保守的短顺式调控元件，包括种系表达所需的三个拷贝的基序DNGTGGV和基序YAACYGY的串联重复，可增强DUO1在正反馈回路中的转录。我们得出的结论是，在双子叶植物中保守的顺式调控模块指导转录因子DUO1的时空表达，以指定雄性种系的命运和精子细胞的分化。

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