植物在權(quán)衡生長(zhǎng)投入和抗逆消耗的過(guò)程中存在精細(xì)的分子調(diào)控機(jī)制,其中較為普遍的是通過(guò)改變轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的表達(dá)來(lái)影響下游功能蛋白的活性進(jìn)而建立新的代謝平衡。WRKY家族是一類典型的編碼轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的基因家族,在擬南芥和水稻中分別擁有七十多和一百一十多個(gè)成員,已報(bào)道的WRKY基因功能廣泛地涉及植物與病原微生物的互作、植物對(duì)逆境脅迫的響應(yīng)及植物保護(hù)結(jié)構(gòu)的發(fā)育等過(guò)程。
近期,中科院西雙版納熱帶植物園植物分子生物學(xué)研究組報(bào)道了水稻W(wǎng)RKY72基因在擬南芥表達(dá)的功能分析結(jié)果,初步將此基因的功能大致確定在脫落酸信號(hào)途徑和生長(zhǎng)素運(yùn)輸途徑的交匯點(diǎn)。
自2004年克隆到多個(gè)水稻W(wǎng)RKY基因并分析其中13個(gè)水稻W(wǎng)RKY基因的表達(dá)情況以來(lái),版納園余迪求研究員帶領(lǐng)的研究小組將分步驟系統(tǒng)分析這些基因的生物學(xué)功能作為一個(gè)主要的研究方向。他們首先用擬南芥做轉(zhuǎn)基因植物來(lái)探究這些水稻W(wǎng)RKY基因的可能功能,即以較經(jīng)濟(jì)的研究方式初步探討具有重要農(nóng)業(yè)價(jià)值的水稻W(wǎng)RKY基因,進(jìn)一步再在水稻中有目標(biāo)地進(jìn)行基因過(guò)表達(dá)和基因抑制研究,目前已篩選到四個(gè)具有明顯生物學(xué)功能的水稻W(wǎng)RKY基因。它們分別是OsWRKY45,其在提高轉(zhuǎn)基因擬南芥抗病性的同時(shí)也顯著地提高了它們的耐鹽性和耐旱性;OsWRKY23,其在提高轉(zhuǎn)基因擬南芥抗病性的同時(shí)還加速了它們?nèi)~片細(xì)胞生理性死亡的進(jìn)程;OsWRKY08,其在提高轉(zhuǎn)基因擬南芥耐高滲透勢(shì)脅迫的信號(hào)通路是不依賴脫落酸信號(hào)途徑的;OsWRKY72,通過(guò)增強(qiáng)脫落酸信號(hào)途徑中部分基因的表達(dá)和干擾生長(zhǎng)素運(yùn)輸途徑中部分基因的表達(dá)改變轉(zhuǎn)基因擬南芥的正常生長(zhǎng)狀況,特別是極顯著地削弱轉(zhuǎn)基因擬南芥的頂端優(yōu)勢(shì)。