拟南芥WRKY8调控植物多种逆境信号通路

【作者】 余迪求； 陈利钢； 胡彦如；

【机构】 中国科学院西双版纳热带植物园；

【摘要】 植物病毒是导致粮食、油料、蔬菜、果树、花卉产量下降和品质变劣的重要原因,由于在农业生产上对植物病毒病的防治非常困难,植物病毒病素有"植物癌症"之称。植物病毒成功侵染寄主植物之后,从最初侵染的细胞移动到相邻的健康细胞而完成局部侵染,随后经输导组织进行快速的长距离运输,引起系统侵染。我们最近的研究发现,拟南芥WRKY8基因存调控植物病毒TMV-Cg系统侵染、运输和积累方面具有重要功能。其主要研究结果如下:(1)通过表达分析发现,拟南芥WRKY8基因受ABA及伤害诱导表达,而受病毒TMV-Cg抑制表达,同时WRKY8基因突变后促进了植物病毒TMV-Cg在植株系统性叶片中的运输和积累,这些结果暗示WRKY8基因作为正调控因了参与抗病毒响应过程。(2)进一步研究发现,WRKY8通过调控脱落酸(ABA)及乙烯(ET)两条信号转导途径参与调控植物抗病毒响应过程。免疫沉淀实验证实病毒TMV-Cg侵染能促进WRKY8与ABI4启动子上的W-box盒的结合而抑制了对ACS6及ERF104肩动子上的W-box盒的结合能力;这些结果证实脱落酸(ABA)和乙烯(ET)同时参与植物抗病毒响应过程。(3)利用ABA及ET两条信号转导途径的突变体及外源施用ABA或ACC进行抗病毒实验同时证实ABA可以提高植株对病毒的抗性水平而ET则促进了病毒在植株系统性叶片中的秋累。以上研究结果表明,拟南芥WRKY8通过调控ABA及ET两条信号转导途径中的重要基因来控制植物病毒的系统侵染过程,它可能参与调控ABA及ET两条信号转导途径的交互。相关研究结果发表在Proc NatAcad Sci上。在自然界中植物的生长发育往往受到各种环境胁迫的影响,如盐碱、高温、低温及干旱等。其中土壤的盐碱化是限制农作物栽培及产量的重要环境因子,但是人们对植物耐盐害的潜存分了机制仍不十分清楚。我们最近研究同时发现,拟南芥WRKY8基因在调控植物高盐胁迫抗性建成方而也发挥重要的生物学功能。拟南芥WRKY8基因受高盐胁迫的强烈诱导,WRKY8基因突变后植物的高盐耐受性显著下降。进一步研究表明,WRKY8因子与VQ9蛋白在细胞核内相互作用形成蛋白复合物。VQ9蛋白定位于细胞核,也受高盐胁迫的强烈诱导。体外结合试验(EMSA)证实,VQ9蛋白能降低WRKY8因子的DNA结合能力,从而拈抗WRKY8的转录激活功能。表型分析表明,VQ9基因突变后植物耐高盐胁迫的能力显著增强。同时,结果表明WRKY8能直接调控抗性相关基因RD29A。此外,WRKY8与VQ9还参与渊控了植物在高盐胁迫下的Na+/K+离子动态平衡。相关研究结果发表Plant Journal上。更多还原