煙草在線據云南煙葉信息網站報道 《中國煙草學報》2014年第6期上發表的“栽培煙草抗逆相關WRKY轉錄因子的表達特征分析”研究表明,SA、ABA、MeJA等信號分子能誘導NtWRKY10、NtWRKY11、NtWRKY12上調或下調表達,這三個基因可能在栽培煙草抗逆反應中起作用。
WRKY轉錄因子是一種重要的誘導型調節因子,參與植物的多種反應、生長發育調節及物質代謝調節等多種重要生理活動。WRKY轉錄因子至少含有一個高度保守的WRKY結構域,該結構域由大約60個氨基酸殘基組成。在N末端有7個絕對保守的氨基酸殘基WRKYGQK,是WRKY結構域的核心序列。WRKY轉錄因子分為三類,第一類含有兩個典型WRKY結構和Cys2.His2鋅指結構;第二類含有一個典型WRKY結構域和Cys2.His2鋅指結構;第三類含有一個WRKY結構域和Cys2.His/Cys的鋅指結構。WRKY結構域具有DNA結合能力,是WRKY蛋白生物學活性必需的,若WRKY結構域中的氨基酸發生了變異,往往會導致其失去或減弱DNA結合活性。大量研究證實,大多數WRKY蛋白主要參與植物從基礎免疫到獲得性抗性的多種抗病反應之中,通過調控多通路多層次的抗病信號轉導途徑影響植物對病原物的生理反應,在植物與病毒、細菌、真菌、線蟲以及昆蟲的相互作用過程中發揮重要作用。植物在干旱、高溫、低溫和損傷等非生物脅迫應激下會誘導WRKY基因快速表達。
該研究采用RT-PCR反應從栽培煙草中克隆獲得三條全長WRKY家族保守序列,長度分別為677bp、672bp、629bp,定名為NtWRKY10、NtWRKY11、NtWRKY12。生物信息分析表明,三個基因與已經報道的擬南芥WRKY家族基因具有較高同源性,保守結構域屬于第二類WRKY轉錄因子。RT-PCR分析表明,SA、ABA、MeJA等信號分子均能誘導這三個基因的上調或下調表達,表明這三個基因可能在栽培煙草抗逆反應中起作用。
下一步,該研究將構建重組表達干擾載體并將目標基因轉入煙草,篩選煙草重組植株,進行表型分析,進一步研究相關基因的功能。
注:紅色、藍色和黑色分別表示保守度高、低、中。I表示保守域N末端保守片段,II表示C末端鋅指結構。
圖1 煙草NtWRKY10-12三個基因預測蛋白質序列與其它WRKY轉錄因子氨基酸序列比較
圖2 NtWRKY10-12 三個基因編碼的蛋白與其他WRKY家族成員構建的N-J系統進化樹
圖3 NtWRKY10-12 在ABA(圖3A)、SA(圖3B)、MeJA(圖3)三種外源信號分子誘導表達情況
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察