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我校科研团队揭示WRKY转录因子调控玉米耐盐分子机制

发布日期:2022-07-25

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本网讯近日,我校欧洲冠军联赛买球作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室马庆教授团队在植物领域内的TOP期刊植物学杂志》(The Plant Journal在线发表了一篇题为转录因子ZmWRKY20与ZmWRKY115相互作用协同抑制ZmbZIP111的表达参与玉米耐盐调控》(Transcription factor ZmWRKY20 interacts with ZmWRKY115 to repress expression of ZmbZIP111 for salt tolerance in maize的研究论文,揭示了WRKY转录因子调控玉米耐盐性的分子机制。

玉米是我国最重要的粮饲作物之一,但其产量和品质常受到土壤盐渍化影响,严重制约了我国玉米产业的发展。因此,全面解析玉米响应高盐的分子机制,挖掘耐盐性相关基因,并利用其培育耐盐新品种具有重要意义。WRKY是植物中最大的转录因子家族之一,在植物非生物胁迫响应和信号转导途径中发挥着重要作用。然而,玉米中大部分WRKY基因的功能仍然未知。

课题组基于玉米EMS 突变体库耐盐性筛选,获得一个耐盐突变体,通过 MutMap方法鉴定得到盐胁迫相关基因 ZmWRKY20。过表达ZmWRKY20显著降低了玉米幼苗的耐盐性。进一步结合转录组测序分析发现,该基因广泛调控了防御反应和氧化还原反应相关基因的表达。EMSA、dual-LUC等实验证明ZmWRKY20通过特异性结合ZmbZIP111启动子区域的W-box元件抑制其表达。

随后,通过实验发现ZmWRKY20与同一亚家族的WRKY蛋白ZmWRKY115相互作用。进一步研究发现,ZmWRKY20与ZmWRKY115在细胞核中相互作用,通过直接结合ZmbZIP111启动子,协同抑制其表达,提高了玉米对盐胁迫的敏感性。该研究揭示了ZmWRKY20基因在高盐胁迫反应中的复杂调控机制,为玉米和其他作物的耐盐性遗传改良提供了参考。

欧洲冠军联赛买球作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室博士生伯晨为论文第一作者,蔡荣号副教授为共同第一作者,马庆教授和范军教授为该论文通讯作者,程备久教授参与指导了此项工作。研究工作得到了国家自然科学基金,安徽省重大专项,中国博士后科学基金和安徽省自然科学基金的资助。(欧洲冠军联赛买球)

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