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文献速递| VaWRKY65通过调控淀粉分解促进植物耐寒性
288 人阅读发布时间：2025-03-13 15:27
葡萄品质易受低温胁迫影响，而耐寒野生山葡萄（V. amurensis）中的冷响应基因及调控机制是葡萄遗传改良的关键。WRKY转录因子在冷胁迫响应中起重要作用，通过结合W-box元件调控次生代谢、碳水化合物合成等过程。在葡萄中，VaWRKY65可激活β-淀粉酶（VaBAM3）分解淀粉为可溶性糖，调节渗透压、稳定细胞结构，并直接调控过氧化物酶（VaPOD36）清除活性氧（ROS），增强耐寒性。但VaWRKYs在葡萄耐寒中的具体功能和机制仍需深入研究。
近期《Horticulture Research》刊登的一项研究发现，VaWRKY65在冷胁迫下通过调控碳水化合物代谢和抗氧化机制增强葡萄耐寒性。VaWRKY65激活VaBAM3，促进可溶性糖积累，调节渗透压；同时激活VaPOD36转录，清除活性氧（ROS），为葡萄提供双重耐寒保障。
研究表明，通过在烟草叶片中瞬时表达由VaBAM3启动子驱动的荧光素酶（LUC）报告基因，检测到VaBAM3启动子的活性在冷处理下显著升高。
图1 叶片中的 LUC 生物发光成像（C）和相对 LUC 活性（D）
采用酵母单杂交筛选法和双荧光素酶报告基因分析，研究揭示了VaBAM3在冷胁迫下的调控机制。结果表明，VaWRKY65通过增强VaBAM3启动子的活性来调控耐寒性，而启动子的突变则抑制了这种增强效果。
图2 VaBAM3 使用双荧光素酶系统在烟草叶片中显示 VaWRKY65 启动子转录激活的实时图像
采用酵母单杂交筛选法和双荧光素酶报告基因分析，研究揭示了VaWRKY65在冷胁迫下的ROS调控机制。结果表明，VaWRKY65结合并激活VaPOD36表达，上调VaPOD36可提高POD酶活性，增强抗氧化能力，减少ROS积累，从而提高植物耐寒性。
图3 VaWRKY65 结合并激活 VaPOD36 的启动子
实验方法简述：将基因启动子片段与pGreenII-0800-LUC载体融合后转入根瘤农杆菌GV3101，再将其或空载体转入本氏烟草叶片。共培养2天（25℃）后，低温培养72小时（4℃）。观测LUC荧光时，喷洒1 mM D-荧光素溶液，黑暗中放置5分钟，用勤翔IVScope 7000植物活体成像系统检测发光并分析数据。
