《小麦的干旱响应转录因子WRKY的TaWRKY1和TaWRKY33基因赋予拟南芥抗旱性和抗热性》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: 丁倩
  • 发布时间:2016-07-04
  • 背景

    干旱胁迫是造成农作物损失的主要原因之一。作为最大转录因子家族之一的WRKY转录因子,在许多植物的生理过程调节中起重要作用,包括干旱胁迫响应。然而,关于三大主要粮食作物之一的小麦的干旱响应WRKY基因信息很少。

    结果

    比较小麦转录组测序数据(无论是否进行干旱处理),鉴定出48个干旱诱导WRKY基因,并对挑选的TaWRKY1和TaWRKY33作进一步研究。亚细胞定位分析表明TaWRKY1和TaWRKY33定位在小麦叶肉原生质核。发现TaWRKY1和TaWRKY33的启动子中存在许多非生物胁迫相关元素。定量实时PCR分析表明,TaWRKY1在高温和脱落酸条件下表达上调,低温下调。TaWRKY33参与温度、脱落酸和茉莉酸甲酯响应。在多种胁迫下的拟南芥中,TaWRKY1和TaWRKY33的超表达激活多个胁迫相关的下游基因,提高发芽率,促进根系生长。在脱水条件下,TaWRKY33转基因拟南芥还表现出失水率低于TaWRKY1转基因拟南芥和野生型拟南芥。最重要的是,TaWRKY33转基因株系抗热性能增强。

    结论

    功能作用突出WRKY在胁迫响应中的重要性。

相关报告
  • 《山荆子WRKY转录因子基因(MbWRKY5)的过表达提高转基因烟草的抗旱性和耐盐性》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:zhangyi8606
    • 发布时间:2019-06-13
    • WRKY转录因子广泛参与植物的非生物应激反应。然而,它们在苹果属植物非生物胁迫中的作用尚不清楚。在这项研究中,一个WRKY基因从山荆子(L.) Borkh.分离出来并指定为MbWRKY5。MbWRKY5包含两个WRKY结构域和一个Cys2-His2 (C2H2)锌指基序,位于细胞核内。盐分、高温、低温、干旱和脱落酸处理对山荆子幼苗MbWRKY5的表达水平有上调作用。当将MbWRKY5引入烟草中时,转基因植物的抗旱性和耐盐性得到了提高。在干旱和盐渍条件下,转基因植株叶绿素、脯氨酸、谷胱甘肽和抗坏血酸含量较高,过氧化物酶(POD)、过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性高于野生型(WT)烟草。与野生植物相比,转基因烟草中MbWRKY5的过度表达也导致干旱和盐胁迫下丙二醛和过氧化氢(H2O2)水平的降低。此外,MbWRKY5-OE烟草增加了与氧化应激反应(NtPOD, NtSOD和NtCAT)和膜保护(NtLEA5, NtERD10D和NtP5CS)有关的应激相关基因的表达水平,特别是在干旱和盐胁迫下。这些结果表明,MbWRKY5基因在干旱和盐胁迫反应中起着积极的调节作用。
  • 《玉米ABP2增强转基因拟南芥对干旱和盐胁迫的耐性》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:zhangyi8606
    • 发布时间:2018-11-30
    • 非生物胁迫,特别是干旱和盐胁迫,严重影响着玉米的产量,而玉米是世界上重要的粮食作物之一。利用生物技术培育抗逆玉米是维持玉米生产的迫切需要。因此,通过分子育种寻找既能提高耐旱性又能提高耐盐性的新基因具有重要意义。本研究以玉米Cat1基因的ABRE2序列为诱饵,通过酵母单杂交筛选,从授粉后17天的玉米胚cDNA文库中鉴定出玉米ABA(脱落酸)应答元件(ABRE)结合蛋白。该蛋白命名为ABRE结合蛋白2(ABP2),属于bZIP转录因子家族。ABP2在玉米不同发育阶段的不同组织中均可检测到内源表达,可通过干旱、盐、活性氧(ROS)生成剂和ABA处理来诱导。ABP2在转基因拟南芥植株中的组成性表达增强了对干旱和盐胁迫的耐受性,提高了对ABA的敏感性。在探讨ABP2刺激非生物胁迫耐受的机制时,我们发现,在转基因植物中,组成型ABP2的表达降低了ROS水平,增强了应激反应和碳代谢相关基因的表达。简言之,我们鉴定了一种玉米bZIP转录因子,它能增强植物的耐旱性和耐盐性。