PoWRKY71 повышает устойчивость древовидного пиона к засухе через регуляцию гена PoCAB151
Paeonia ostii — широко культивируемая древесная масличная культура, масло семян которой содержит до 40% α-линоленовой кислоты, полезной для здоровья. Засуха является основным фактором, ограничивающим распространение P. ostii в холмистых и горных районах.
Транскрипционные факторы семейства WRKY играют ключевую роль в ответе растений на засуху, однако их молекулярный механизм у P. ostii оставался неясным.
В сентябре 2023 года в журнале Horticulture Research была опубликована работа команды профессора Тао Цзюня из Университета Янчжоу. Исследование выявило новый механизм устойчивости к засухе.
Ключевые результаты исследования
На основе данных транскриптома был идентифицирован фактор PoWRKY71, экспрессия которого индуцируется засухой. Белок локализуется в ядре и обладает транскрипционной активностью.
Функциональный анализ:
- Транзиентное сайленсирование PoWRKY71 в P. ostii снизило устойчивость к засухе: у растений увеличилось накопление ROS, снизилось содержание хлорофилла и фотосинтез.
- Сверхэкспрессия PoWRKY71 в табаке повысила устойчивость к засухе: у трансгенных линий накопление ROS снизилось, а содержание хлорофилла и фотосинтез возросли.
Механизм действия: PoWRKY71 напрямую связывается с промотором гена PoCAB151 (кодирующего светособирающий хлорофилл a/b-связывающий белок) и активирует его экспрессию. Это было подтверждено экспериментами Y1H, EMSA и dual-luciferase.
Ген PoCAB151 сам по себе, как показали эксперименты с VIGS и сверхэкспрессией, положительно регулирует гомеостаз хлоропластов и устойчивость к засухе.
Вывод
Исследование раскрывает новую рабочую модель PoWRKY71–PoCAB151, регулирующую устойчивость Paeonia ostii к засухе. Эти данные важны для селекции растений на устойчивость к засухе.