Plant Physiology | 扬州大学陶俊教授团队解析转录因子PlWRKY41a调控芍药花茎强度的分子机制

茎秆强度不足导致的茎秆弯曲或倒伏是制约植物生长发育的一个重要因素，严重降低了植株产量及观赏价值等。WRKY是植物中最大的转录因子家族之一，在调控植物生长发育以及响应环境胁迫中发挥着重要作用。然而，有关WRKY转录因子调控植物茎秆强度方面的研究却鲜有报道。

近日，扬州大学陶俊教授团队在Plant Physiology发表了题为“The herbaceous peony transcription factor WRKY41a promotes secondary cell wall thickening to enhance stem strength”的研究论文，揭示了转录因子PlWRKY41a通过直接激活次生细胞壁发育相关基因PlXTH4的表达来调控芍药花茎强度的分子机制。

该研究发现一个属于WRKY III类转录因子PlWRKY41a，在芍药花茎中高表达、具有转录激活活性（图1A）。通过VIGS技术发现沉默PlWRKY41a会导致芍药花茎木质部次生细胞壁变薄、花茎变细、柔弱（图1B）。对调控次生细胞壁发育相关基因筛选后发现，PlXTH4表达在沉默植株中显著下调；运用酵母单杂和LUC实验进一步验证发现PlWRKY41a能直接结合PlXTH4启动子，并激活其表达。通过VIGS技术和烟草异源过表达等实验证明PlXTH4正向调节茎秆木质部次生细胞壁发育和茎秆强度。在此基础上，通过蛋白质相互作用预测、再结合酵母双杂、BiFC和LUC实验进一步发现，一个与芍药花茎强度相关的R2R3-MYB转录因子PlMYB43能与PlWRKY41a互作，进一步激活PlXTH4表达（图1C）。

综上，该研究揭示了PlMYP43-PlWRKY41a-PlXTH4调控芍药花茎强度的新工作模型，为植物茎秆强度调控提供了重要参考。

图1 PlWRKY41a表达特性（A）、基于VIGS的PlWRKY41a沉默对植株表型影响（B）、PlWRKY41a与PlMYB43互作及其对PlXTH4表达的影响（C）

图2 PlWRKY41a调控芍药花茎强度模式图

扬州大学园艺园林学院青年教师汤寓涵为论文的第一作者，陶俊教授与赵大球教授为本文共同通讯作者，研究生卢莉莉与美国普渡大学黄惺祺博士参与了该项研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、江苏省林业科技创新与推广项目、江苏现代农业（花卉）产业技术体系等项目的资助。

参考文献或相关阅读

https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiac507/6777273

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！