【摘 要】
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WRKY转录因子是植物体内最大的转录因子家族之一,在拟南芥中共有72个成员,参与调控植物对生物、非生物胁迫应答及生长发育。迄今有关At WRKY转录因子功能的报道很多,但是仍有很多At WRKY基因的功能与调控机制未见报道。本研究主要解析了拟南芥中两个WRKY转录因子WRKYx与WRKYy在调控植物衰老以及应答盐害、低钾等非生物逆境中的功能与分子机制。首先,我们分别获得了WRKYx的T-DNA插入
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(31270293);
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WRKY转录因子是植物体内最大的转录因子家族之一,在拟南芥中共有72个成员,参与调控植物对生物、非生物胁迫应答及生长发育。迄今有关At WRKY转录因子功能的报道很多,但是仍有很多At WRKY基因的功能与调控机制未见报道。本研究主要解析了拟南芥中两个WRKY转录因子WRKYx与WRKYy在调控植物衰老以及应答盐害、低钾等非生物逆境中的功能与分子机制。首先,我们分别获得了WRKYx的T-DNA插入突变体和组成型过表达株系。对其进行了自然衰老的表型比较分析后发现,WRKYx过表达株系明显加速了植物衰老,突变体延缓衰老。转录组测序(RNA-seq)分析比较发现了多个正调控叶片衰老的基因在过表达WRKYx的株系中显著上调,进一步通过实时荧光定量RT-PCR(q RT-PCR)筛选出了WRKYx的可能下游靶标基因SAG15、SAG29以及SAG113等,双荧光素酶报告试验(Dual-LUC)与凝胶电泳迁移滞后试验(EMSA)证明上述3个基因确实是WRKYx的直接靶标。同时,发现RCD1(RADICAL-INDUCED CELL DEATH 1)与WRKYx存在互作关系且两者的衰老表型相反,经Dual-LUC验证RCD1具有抑制WRKYx转录活性的功能。此外,还发现WRKYx参与了调控植物对低钾胁迫的响应,其过表达株系耐受低钾,但突变体与野生型相比未见差异,可能是与其他同源WRKY基因间存在功能冗余性所致。同样的,通过Dual-LUC与EMSA试验证明了AKT1、KC1为WRKYx下游靶标。其次,发现WRKYy对盐害胁迫有响应。在萌发水平与萌发后水平,WRKYy的突变体和过表达株系分别对盐害胁迫具有敏感和耐受性。通过Dual-LUC证明WRKYy并不能直接参与调控盐害经典信号通路即SOS途径。ABA相关的表型分析工作显示WRKYy的突变体对ABA敏感,猜想WRKYy有可能调控拟南芥盐害响应是通过依赖于ABA途径的,但有待于进一步研究。该工作鉴定了拟南芥中两个WRKY基因的功能与调控机制,为深化认识WRKY基因家族的成员的生物学功能以及指导抗逆育种具有一定的理论价值。
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