郝玉金课题组发现苹果WRKY转录因子响应ABA信号的分子机制

来源：植物科学最前沿

植物激素脱落酸（ABA）在苹果种子萌发和幼苗早期发育过程中起着重要作用，是影响苹果产量和质量的重要因素之一。WRKY家族是植物中最大的转录因子家族之一，在ABA信号转导中起着重要作用。2019年6月1日，Horticulture Research在线发表了山东农业大学郝玉金教授研究组题为“The MdWRKY31 transcription factor binds to the MdRAV1 promoter to mediate ABA sensitivity”的论文，初步揭示了苹果WRKY转录因子响应ABA的分子机制。

Fig. 1 ABA sensitivity of MdWRKY31-overexpressing apple roots.

Fig. 2 Direct repression of MdWRKY31 on the MdRAV1 promoter.

该研究通过RNA-seq测序技术，分析了受ABA诱导的相关基因的表达。结果显示，MdWRKY31的表达水平明显升高。通过实时荧光定量分析发现，MdWRKY31还受到模拟干旱PEG4000的诱导。不同物种的蛋白序列比对显示MdWRKY31位于IIb组。此外，研究还表明MdWRKY31作为转录因子定位在细胞核中。将MdWRKY31在拟南芥、烟草、苹果中过量表达，发现MdWRKY31能提高植株对于ABA的敏感性。此外，通过NBT染色、MDA含量、相对失水率、叶绿素含量以及ABA相关基因的表达分析，证实了MdWRKY31通过调控这些生理指标和相关基因表达水平参与ABA信号途径。为了进一步探究MdWRKY31调节苹果对ABA敏感性的分子机制，检测MdWRKY31转基因苹果中ABA信号相关基因的表达水平，结果发现众多基因发生了上调和下调，其中MdRAV1和MdRAV2表达水平在转基因苹果中明显受到抑制。通过EMSA、酵母单杂交、Chip-PCR和GUS染色等实验证明了MdWRKY31能结合到MdRAV1的启动子上抑制其转录。进一步实验表明MdRAV1可以结合到MdABI3和MdABI4的启动子上抑制其表达进而参与ABA信号途径。

西北农林科技大学赵先炎博士为论文第一作者，山东农业大学郝玉金教授和李媛媛副教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和山东省自然科学基金优青项目的资助。

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