我?？蒲袌F隊揭示W(wǎng)RKY轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控玉米耐鹽分子機制
本網(wǎng)訊 近日，我校生命科學(xué)學(xué)院作物抗逆育種與減災(zāi)國家地方聯(lián)合工程實驗室馬慶教授團隊在植物領(lǐng)域內(nèi)的TOP期刊The Plant Journal在線發(fā)表了一篇題為“Transcription factor ZmWRKY20 interacts with ZmWRKY115 to repress expression of ZmbZIP111 for salt tolerance in maize”的研究論文，揭示了WRKY轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控玉米耐鹽性的分子機制。
玉米是我國最重要的糧飼作物之一，但其產(chǎn)量和品質(zhì)常受到土壤鹽漬化影響，嚴(yán)重制約了我國玉米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，全面解析玉米響應(yīng)高鹽的分子機制，挖掘耐鹽性相關(guān)基因，并利用其培育耐鹽新品種具有重要意義。WRKY是植物中最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，在植物非生物脅迫響應(yīng)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中發(fā)揮著重要作用。然而，玉米中大部分WRKY基因的功能仍然未知。
課題組基于玉米EMS 突變體庫耐鹽性篩選，獲得一個耐鹽突變體，通過 MutMap方法鑒定得到鹽脅迫相關(guān)基因 ZmWRKY20。過表達ZmWRKY20顯著降低了玉米幼苗的耐鹽性。進一步結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測序分析發(fā)現(xiàn)，該基因廣泛調(diào)控了防御反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)相關(guān)基因的表達。EMSA、dual-LUC等實驗證明ZmWRKY20通過特異性結(jié)合ZmbZIP111啟動子區(qū)域的W-box元件抑制其表達。
隨后，通過實驗發(fā)現(xiàn)ZmWRKY20與同一亞家族的WRKY蛋白ZmWRKY115相互作用。進一步研究發(fā)現(xiàn)，ZmWRKY20與ZmWRKY115在細胞核中相互作用，通過直接結(jié)合ZmbZIP111啟動子，協(xié)同抑制其表達，提高了玉米對鹽脅迫的敏感性。該研究揭示了ZmWRKY20基因在高鹽脅迫反應(yīng)中的復(fù)雜調(diào)控機制，為玉米和其他作物的耐鹽性遺傳改良提供了參考。
生命科學(xué)學(xué)院作物抗逆育種與減災(zāi)國家地方聯(lián)合工程實驗室博士生伯晨為論文第一作者，蔡榮號副教授為共同第一作者，馬慶教授和范軍教授為該論文通訊作者，程備久教授參與指導(dǎo)了此項工作。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金，安徽省重大專項，中國博士后科學(xué)基金和安徽省自然科學(xué)基金的資助。（生命科學(xué)學(xué)院）
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