转录因子PoWRKY71调控凤丹耐旱性的分子机制

非生物胁迫是制约植物产量和质量的重要环境因子。WRKY转录因子是植物中最大的转录因子家族之一，在植物响应非生物胁迫中起着关键作用。然而，WRKY转录因子介导凤丹（Paeonia ostii）响应干旱胁迫的分子机制尚不清楚。

近日，我院陶俊教授团队在《Horticulture Research》发表了题为“PoWRKY71 is involved in Paeonia ostii resistance to drought stress by directly regulating light-harvesting chlorophyll a/b-binding 151 gene”的研究论文，揭示了转录因子PoWRKY71通过直接激活与光合作用相关基因PoCAB151的表达来调控凤丹耐旱性的分子机制。

该研究发现一个属于WRKY IIc类转录因子PoWRKY71，在干旱处理后的凤丹叶片中高表达、具有转录激活活性（图1A）。通过VIGS技术和烟草异源过表达等实验证明PoWRKY71正向调节凤丹耐旱性，且PoWRKY71沉默凤丹叶片的叶绿素含量和光合作用显著降低，ROS积累量显著上升（图1B）。对调控叶绿素生物合成和稳态相关基因筛选后发现，捕光叶绿素a/b结合蛋白基因PoCAB151表达在沉默植株中显著下调；运用酵母单杂、EMSA和双荧光素酶实验进一步验证发现PoWRKY71能直接结合PoCAB151启动子，并激活其表达（图1C）。通过VIGS技术和烟草异源过表达等实验证明PoCAB151正向调节凤丹叶绿体稳态和耐旱性。

综上所述，该研究揭示了PoWRKY71-PoCAB151调控凤丹耐旱性的新工作模型，为植物抗旱育种工作提供了重要参考。

图1 PoWRKY71表达特性（A）、基于VIGS的PoWRKY71沉默对植株耐旱性影响（B）、PoWRKY71对PoCAB151启动子调控效应（C）、基于VIGS的PoCAB151沉默对植株耐旱性影响（D）

我院博士生栾雨婷为论文的第一作者，陶俊教授与赵大球教授为本文共同通讯作者，研究生陈子杰、方紫雯与美国普渡大学黄惺祺博士参与了该项研究工作。该研究得到了江苏省林草种质资源库、江苏现代农业（花卉）产业技术体系、江苏省重点学科等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhad194