PC&E|贵州师范大学杜旭烨教授和贵州大学任明见教授合作揭示TaWRKY17与 TaWRKY44互作,提高小麦耐盐性的分子机制

学术   2024-11-17 08:23   上海  

近日,贵州师范大学杜旭烨教授课题组与贵州大学任明见教授课题组合作在Plant, Cell & Environment在线发表了题为“TaWRKY17 Interacts With TaWRKY44 to Promote Expression of TaDHN7 for Salt Tolerance in Wheat” 的研究论文。该研究发现,TaWRKY44正向调控脱水蛋白TaDHN7的表达,提高了小麦的耐盐性,TaWRKY17通过与TaWRKY44的互作,抑制了26S蛋白酶介导的TaWRKY44蛋白降解,提高了盐胁迫下TaWRKY44的蛋白稳定性,进而保障了TaDHN7的稳定表达。

研究人员发现,过表达TaDHN7能够提高转基因小麦在盐胁迫下的生物量(图1a)。同时,转基因小麦根部及地上部的Na/K比低于野生型(图1b-h),而敲除TaDHN7则降低了提高了小麦的Na/K比,并影响了小麦的耐盐性(图2),说明TaDHN7通过调控小麦的钠离子和钾离子的比例,缓解钠离子积累导致的细胞毒性。

图1 过表达TaDHN7通过调控盐胁迫下小麦的钠离子和钾离子含量,提高耐盐性

图2 敲除TaDHN7降低了小麦耐盐性

随后,研究发现,TaWRKY44与TaDHN7的启动子互作,并正调控TaDHN7的转录(图3),同时,我们还发现,TaWRKY44与TaWRKY17互作(图4),有趣的是,TaWRKY17并不能与TaDHN7的启动子结合。TaWRKY44与TaWRKY17的功能前人已经进行过报道,均能提高转基因植物的耐盐性(Wang et al., 2015, Front Plant Sci, doi: 10.3389/fpls.2015.00615; Yu et al., 2023, Plant Mol Biol, doi: 10.1007/s11103-023-01381-1)。

图3 TaWRKY44对TaDHN7的转录调控

图4 TaWRKY44与TaWRKY17的互作研究

最后,我们研究了TaWRKY44与TaWRKY17的互作对TaWRKY44蛋白稳定性的影响。结果表明,TaWRKY44与TaWRKY17的互作促进了TaDHN7的转录(图5a)。同时,我们研究了在盐胁迫下,TaWRKY17过表达的小麦中,TaWRKY44的蛋白稳定性,发现,在盐胁迫下,TaWRKY17过表达提高了TaWRKY44的蛋白丰度,同时,在MG132的处理下,TaWRKY44的蛋白丰度没有发生显著变化(图5b),表明TaWRKY44与TaWRKY17的互作可能抑制了26S蛋白酶介导的TaWRKY44泛素化降解,进而提高了TaWRKY44的蛋白稳定性,并促进了TaDHN7的表达(图5c)。

图5 TaWRKY44与TaWRKY17互作提高了盐胁迫下TaWRKY44的蛋白稳定性

贵州大学农学院博士生贾珍珍为论文的第一作者,贵州师范大学杜旭烨教授和贵州大学任明见教授为本文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金(32160474 & 32260481)的资助。

原文链接:

https://doi.org/10.1111/pce.15277

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