中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作科所揭示TaWRKY24轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控小麥抗莖基腐病的分子機(jī)制

　　11月5日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物轉(zhuǎn)基因及基因編輯技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)揭示了轉(zhuǎn)錄因子TaWRKY24調(diào)控小麥抗莖基腐病的分子機(jī)制，為解析小麥抗病分子機(jī)制及抗病育種提供了新的理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物雜志（The Plant Journal》上。

 

　　據(jù)徐兆師研究員介紹，小麥莖基腐病是我國小麥生產(chǎn)上的新發(fā)、突發(fā)植物疫情，嚴(yán)重影響我國小麥產(chǎn)業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。色氨酸代謝通路中的褪黑素和吲哚乙醛是調(diào)控小麥抗莖基腐病的重要植物激素。然而，關(guān)于這兩類化合物在小麥抗莖基腐病中的調(diào)控機(jī)制以及功能研究報道甚少。該團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，小麥轉(zhuǎn)錄因子TaWRKY24在小麥感染莖基腐病過程中的動態(tài)變化與吲哚乙醛和褪黑素的合成以及該合成途徑中關(guān)鍵酶的動態(tài)變化呈顯著正相關(guān)，該轉(zhuǎn)錄因子能夠激活褪黑素合成途徑限速關(guān)鍵酶基因的表達(dá)并維持其在莖基腐病原菌脅迫條件下的酶活性，從而使基因沉默小麥植株在脅迫條件下?lián)碛懈咚降倪胚犷惢衔?，進(jìn)而提升小麥的抗病能力。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，該轉(zhuǎn)錄因子同時能夠抑制生長素合成途徑中的關(guān)鍵酶基因的表達(dá)，使得小麥中的吲哚乙醛含量升高，從而賦予小麥較強(qiáng)的抗病性。該研究拓展了對植物TaWRKY24轉(zhuǎn)錄因子功能的認(rèn)知，還從分子水平上深入解析了小麥色氨酸代謝通路的免疫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為小麥抗莖基腐病分子機(jī)制和小麥抗病品種的改良提供了理論基礎(chǔ)。

 

　　作科所博士生徐幸、助理研究員于太飛、博士生魏霽桐，山西農(nóng)科院馬小飛研究員、河北農(nóng)科院劉永偉研究員為論文的共同第一作者，徐兆師研究員和馬有志研究員為論文的共同通訊作者。李立會研究員為該研究提供了抗莖基腐病小麥創(chuàng)新資源“普冰資300”，并做了重要指導(dǎo)。該研究得到農(nóng)業(yè)生物育種項(xiàng)目、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、國家種子實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：http://doi.org/10.1111/tpj.17079