南京农业大学滕年军团队揭示百合WRKY转录因子LlWRKY22调控耐热性的新机制

随着全球气候变化的加剧，极端天气频发，其中高温胁迫是一种常见的环境胁迫，严重影响植物生长发育，造成巨大经济损失。百合（Lilium spp.）是百合科百合属多年生球根植物，不仅是世界著名花卉，而且有些百合还可食用和药用，因此具有很高的观赏和经济价值。百合喜冷凉湿润气候，生长适宜温度为22-28℃，高于30℃即会生长不良，出现消蕾、盲花等现象。我国夏季大部分地区气温通常高于30℃，7-8月常常超过35℃、甚至40℃，持续的高温天气严重损害百合生长发育，制约百合切花和盆花的周年生产，以及庭院百合夏季的露地应用。因此，解析百合高温胁迫响应机制，鉴定关键耐热基因，对于采用分子技术提高百合耐热性、实现百合周年生产与应用具有重要的理论和实践意义。

近日，Horticulture Research 上线了（Advance Access）南京农业大学园艺学院滕年军课题组题为Lily WRKY factor LlWRKY22 promotes thermotolerance through autoactivation and activation of LlDREB2B 的研究论文。 

大多数WRKY转录因子在植物发育、病害防御和对非生物胁迫的反应中发挥着重要作用；然而，它们在高温响应中的报道较为缺乏。我们通过分析百合（Lilium longiflorum）高温响应的转录组数据发现一个受高温持续诱导表达的WRKY家族转录因子LlWRKY22，其属于WRKY-IIe亚家族的成员，在耐热性调控中的功能还不明确。在本研究中，我们发现LlWRKY22蛋白定位于细胞核并在酵母和植物细胞中均表现出转录激活活性，转录激活域在其蛋白的C末端。同时，在百合花瓣中过表达LlWRKY22 显著提高其耐热能力并激活高温调控核心因子LlDREB2B基因的表达；然而，在花瓣中通过病毒诱导的基因沉默（VIGS）技术沉默LlWRKY22的表达显著降低其耐热能力，LlDREB2B 的高温诱导表达也受到了明显地抑制。进一步分析表明，LlWRKY22通过与LlDREB2B 启动子上两个串联的W-box元件结合直接激活其表达。此外，我们还发现LlWRKY22可以直接结合自身的启动子，从而激活自身的表达，形成正反馈调节环。基于以上结果，该研究发现了LlWRKY22是一个新的高温响应调节因子，并通过激活自身和LlDREB2B 的表达积极参与耐热性的建立，将为百合、乃至其他作物的耐热育种工作提供基因储备和理论基础。

南京农业大学百合科研团队吴泽副教授和博士生李婷为共同第一作者，滕年军教授为通讯作者，团队成员张德花老师和烟台大学曹兴博士参与了研究。本研究受到国家重点研发计划（2019YFD1000400）、国家自然科学基金（31902055）和江苏省自然科学基金（BK20190532）的支持。

文章链接：

‍https://doi.org/10.1093/hr/uhac186

转自：“植物科学最前沿”微信公众号

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