遗传发育所发现两个WRKY转录因子差异调控小麦耐逆性

WRKY类转录因子调控植物生长发育的多个方面，其基因表达也受到多种非生物胁迫的影响。但这类转录因子在植物尤其是农作物耐受非生物胁迫方面的作用研究较少。



中科院遗传与发育生物学研究所陈受宜、张劲松和张正斌3个实验室合作分析了小麦中WRKY转录因子基因家族的成员，鉴定了胁迫应答基因，并研究了相关基因的耐逆性。研究人员通过EST分析鉴定了小麦的43个TaWRKY基因，随着基因组的完成，将有更多的小麦WRKY基因得到鉴定。在这些鉴定的基因中有多个基因受到多种胁迫的诱导，他们从中选定了WRKY2和WRKY19作进一步分析。



这两个蛋白均定位于细胞核，可特异结合典型的顺式作用元件W-box。通过转基因分析和胁迫下的表现及生理指标分析，研究人员发现在拟南芥中过表达WRKY2可提高转基因植物的耐盐耐旱性，而过表达WRKY19可提高转基因植物的耐旱耐盐和耐冷性。WRKY2可结合耐逆及胁迫应答基因STZ和RD29B的启动子并激活其表达。WRKY19可结合DREB2A和Cor6.6启动子并激活其表达，同时WRKY19也调控RD29A和RD29B的表达，但可能不是通过直接结合其启动子。两个基因对植物在不同胁迫下的耐受性提高可能是由于调控了不同的下游基因。



该研究鉴定了小麦中可提高耐逆性的WRKY基因，为改善作物耐逆性及相关的基因工程提供了重要基因资源和理论依据。



相关论文于1月5日在线发表于Plant，Cell  &  Environment  (doi:  10.1111/j.1365-3040.2012.02480.x.)。这3个实验室共同培养的学生牛灿芳为第一作者。该项研究受到了973、中科院项目和转基因专项的资助。