東北地理所揭示GsWRKY20調節植物抗旱的新機制

2021-01-08 中國科學院

4月20日，國際學術期刊Journal of Experimental Botany在線發表了中科院東北地理與農業生態研究所院大豆分子設計育種重點實驗室羅曉博士的學術論文Expression of wild soybean WRKY20 in Arabidopsis enhances drought tolerance and regulates ABA signalling，文章報導了GsWRKY20在ABA信號與角質層合成途徑中的重要調節功能。

已有研究表明WRKY基因分別參與了非生物脅迫及發育調控，然而，WRKY基因通過調控植物的發育從而提高抗逆性則鮮有報導。劉寶輝課題組的羅曉博士在野生大豆中發現了一個WRKY家族成員GsWRKY20，研究表明，GsWRKY20一方面通過增強氣孔對ABA開度的敏感性、促進植物在受到乾旱脅迫時氣孔關閉，減少依賴於氣孔的水分的喪失；另一方面GsWRKY20蛋白定位於細胞核、具有轉錄激活功能，作為轉錄激活子提高了蠟質合成關鍵基因表達，促進蠟質合成，使植物合成較厚角質層，減少非依賴於氣孔的水分的喪失。同時，KCS2、CER1、CER3、CER8和LACS2等蠟質調控的上調表達將負調氣孔密度。此外GsWRKY20促進了負調ABA信號的AtWRKY40，ABI1和ABI2等基因的表達，抑制了正調ABA信號的ABI5、ABI4和ABF4等基因的表達，降低種子萌發對ABA的敏感性，因此ABA介導的種子萌發與ABA調節的氣孔關閉可能是兩條不同的信號通路。

文章的第一作者羅曉博士2012年畢業於東北農業大學植物分子生物學系並獲得博士學位，現擔任中國科學院大豆分子設計育種重點實驗室助理研究員。

掃描電鏡與透射電鏡顯示GsWRKY20促進蠟質晶體合成，形成更厚角質層

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