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郝玉金課題組發現蘋果WRKY轉錄因子響應ABA信號的分子機制

2019-06-17 14:52:07來源:植物科學最前沿作者:植物科學最前沿編輯:xwbj3
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  植物激素脫落酸(ABA)在蘋果種子萌發和幼苗早期發育過程中起著重要作用,是影響蘋果產量和質量的重要因素之一。WRKY家族是植物中最大的轉錄因子家族之一,在ABA信號轉導中起著重要作用。2019年6月1日,Horticulture Research在線發表了山東農業大學郝玉金教授研究組的論文,初步揭示了蘋果WRKY轉錄因子響應ABA的分子機制。

  該研究通過RNA-seq測序技術,分析了受ABA誘導的相關基因的表達。結果顯示,MdWRKY31的表達水平明顯升高。通過實時熒光定量分析發現,MdWRKY31還受到模擬干旱PEG4000的誘導。不同物種的蛋白序列比對顯示MdWRKY31位于IIb組。此外,研究還表明MdWRKY31作為轉錄因子定位在細胞核中。將MdWRKY31在擬南芥、煙草、蘋果中過量表達,發現MdWRKY31能提高植株對于ABA的敏感性。此外,通過NBT染色、MDA含量、相對失水率、葉綠素含量以及ABA相關基因的表達分析,證實了MdWRKY31通過調控這些生理指標和相關基因表達水平參與ABA信號途徑。為了進一步探究MdWRKY31調節蘋果對ABA敏感性的分子機制,檢測MdWRKY31轉基因蘋果中ABA信號相關基因的表達水平,結果發現眾多基因發生了上調和下調,其中MdRAV1和MdRAV2表達水平在轉基因蘋果中明顯受到抑制。通過EMSA、酵母單雜交、Chip-PCR和GUS染色等實驗證明了MdWRKY31能結合到MdRAV1的啟動子上抑制其轉錄。進一步實驗表明MdRAV1可以結合到MdABI3和MdABI4的啟動子上抑制其表達進而參與ABA信號途徑。

  西北農林科技大學趙先炎博士為論文第一作者,山東農業大學郝玉金教授和李媛媛副教授為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金和山東省自然科學基金優青項目的資助。

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