朱丹 馬倩 郝杰 劉新

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 山東省高校植物生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266109）

葡萄WRKY家族蛋白在非生物脅迫中的功能探討

朱丹 馬倩 郝杰 劉新

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 山東省高校植物生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266109）

干旱、鹽和冷害等非生物脅迫嚴(yán)重限制著葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。WRKY作為一大類轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，在多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中發(fā)揮著重要的作用。隨著高通量測(cè)序技術(shù)及各種研究技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的WRKY家族蛋白在非生物脅迫中的功能和作用機(jī)制得到驗(yàn)證，為葡萄耐逆機(jī)理研究和分子育種篩選優(yōu)良品種奠定理論基礎(chǔ)和提供豐富的候選基因資源。從葡萄WRKY家族蛋白的挖掘和分類、參與植物干旱、鹽和冷脅迫非生物脅迫應(yīng)答機(jī)制等方面展開(kāi)詳細(xì)論述。

葡萄WRKY；非生物脅迫；功能探討

DOI：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.10.006

近些年，葡萄因具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，其中鮮食葡萄產(chǎn)量居世界第一位，釀酒葡萄居世界第五位。我國(guó)很多地區(qū)，如山東的煙臺(tái)和青島、新疆瑪納斯、寧夏賀蘭等，均具有種植葡萄得天獨(dú)厚的自然條件，但日趨嚴(yán)重的干旱、土壤鹽漬化、冷害等非生物脅迫逆境嚴(yán)重限制了這些地區(qū)的葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在自然進(jìn)化和人工雜交馴化育種過(guò)程中，為了個(gè)體的生長(zhǎng)發(fā)育，也為了后代穩(wěn)定的延續(xù)，篩選出許多具有多種脅迫耐性的品種來(lái)抵抗和適應(yīng)其生長(zhǎng)的逆境。如中國(guó)東北的野生山葡萄（Vitis amurensis Rupr.）具有較強(qiáng)的耐寒性，能耐受零下40℃-50℃的嚴(yán)寒，且冬季無(wú)需埋土就可以過(guò)冬［1］。北美葡萄種群河岸葡萄（Vitis riparia Michaux）和沙地葡萄（Vitis rupestris Scheele）具有較好的抗旱性。1616C、貝達(dá)等砧木品種具有很好的耐鹽性。這些抗性品種自身在結(jié)構(gòu)、生理和分子等水平上表現(xiàn)出對(duì)脅迫的耐受性和適應(yīng)性，如誘導(dǎo)脅迫耐性基因或者脅迫應(yīng)答基因的表達(dá)，這種誘導(dǎo)又來(lái)源于對(duì)逆境因子的感知、一系列信號(hào)分子的轉(zhuǎn)導(dǎo)和信號(hào)通路的傳遞［2］。轉(zhuǎn)錄因子能與不同的非生物脅迫相關(guān)的響應(yīng)基因的啟動(dòng)子相互結(jié)合，從而轉(zhuǎn)錄調(diào)控基因表達(dá)［3］，誘導(dǎo)產(chǎn)生相應(yīng)的生理和分子調(diào)節(jié)機(jī)制以應(yīng)對(duì)脅迫。因此，轉(zhuǎn)錄因子在植物應(yīng)對(duì)非生物脅迫中發(fā)揮的作用受到越來(lái)越多的關(guān)注。

WRKY轉(zhuǎn)錄因子是植物體內(nèi)一類成員龐大的基因家族，在參與調(diào)控植物抗旱、耐鹽、耐冷等非生物脅迫中的功能和作用機(jī)制受到科學(xué)研究者們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注［4］。1994年Ishiguro等［5］從甘薯中分離得到第一個(gè)WRKY基因SPF1，Rushton等［6］從歐芹中分離得到WRKY1、WRKY2和WRKY3，發(fā)現(xiàn)這些基因N-端都含有7個(gè)保守的氨基酸殘基WRKYGQR，因此將此類轉(zhuǎn)錄因子命名為WRKY。研究表明，七肽序列和鋅指結(jié)構(gòu)基序?qū)τ赪RKY轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合下游基因啟動(dòng)子上的W-box（TTGAC）來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的［4］。WRKY轉(zhuǎn)錄因子根據(jù)WRKY結(jié)構(gòu)域的數(shù)量和鋅指結(jié)構(gòu)基序的特征分為3個(gè)亞家族。第一個(gè)亞家族有2個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域；第二個(gè)亞家族含有和第一個(gè)亞家族類似的Cys2-His2模式的鋅指基序C-X4-5-C-X22-23-H-X1-H，同時(shí)含有一個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域如PcWRKY3、AfABF2；第三亞家族含有一個(gè)不同于上述兩個(gè)亞家族的Cys2-His/Cys Cys2-His2模式的鋅指基序C-X7-C-X23-H-X1-C，并且有一個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域［7，8］。目前研究發(fā)現(xiàn)WRKY家族成員在模式植物擬南芥中有74個(gè)［9］，黃瓜中有55個(gè)［10］，水稻中有109個(gè)［11］，高粱中有68個(gè)［12］，大豆中有197個(gè)［13］，葡萄中有59個(gè)［14］。

本文將主要從葡萄WRKY家族蛋白介紹、葡萄WRKY轉(zhuǎn)錄因子分別在干旱、鹽、冷脅迫中的功能研究進(jìn)展和耐逆機(jī)制探討等方面進(jìn)行闡述，旨在解析WRKY轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控葡萄應(yīng)對(duì)非生物脅迫的分子機(jī)制，為葡萄耐逆境培育提供理論指導(dǎo)。

1　葡萄WRKY家族蛋白的種類和研究進(jìn)展

人們對(duì)葡萄WRKY家族基因的亞家族分類、主要表達(dá)部位和參與的功能等進(jìn)行研究（表1）。最早對(duì)葡萄WRKY家族蛋白進(jìn)行生物信息學(xué)分析來(lái)自于北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院羅靜初研究團(tuán)隊(duì)和Velasco等［15，16］，他們通過(guò)構(gòu)建和更新植物轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫(kù)PlantTFDB 2.0，從49個(gè)物種中挖掘了53 319個(gè)轉(zhuǎn)錄因子基因家族，并對(duì)所有家族轉(zhuǎn)錄因子的基本信息、結(jié)構(gòu)特征、進(jìn)化分類和表達(dá)模式等進(jìn)行了詳細(xì)注釋，其數(shù)據(jù)庫(kù)收集到葡萄的WRKY轉(zhuǎn)錄因子有98個(gè)成員。2010年遼寧師范大學(xué)侯和勝研究團(tuán)隊(duì)［17］在全基因組測(cè)序的基礎(chǔ)上，對(duì)葡萄基因組的WRKY家族蛋白進(jìn)行分析，同時(shí)去掉冗余序列，得到56條葡萄WRKY蛋白，通過(guò)電子表達(dá)譜分析表明葡萄WRKY基因在很多組織中，如芽、培養(yǎng)的細(xì)胞、花瓣、果實(shí)、花序、葉、花梗、根和蓮中都有表達(dá)，并且不同的葡萄基因表達(dá)部位不同，表達(dá)量也各不相同。2014年河南農(nóng)業(yè)大學(xué)馮建燦研究團(tuán)隊(duì)［18］分析發(fā)現(xiàn)葡萄中有80個(gè)WRKY，其中16個(gè)參與水楊酸SA介導(dǎo)的葡萄白腐病抵御過(guò)程。2014年中科院植物研究所李紹華研究團(tuán)隊(duì)［19］以歐亞種葡萄（Vitis vinifera L.）‘黑比諾’基因組序列為基礎(chǔ)，根據(jù)擬南芥中基因編碼的氨基酸序列和同源比對(duì)，重新對(duì)WRKY基因家族進(jìn)行鑒定得到59個(gè)WRKY家族成員，這些成員不均勻地分布在葡萄染色體上。根據(jù)結(jié)構(gòu)域和系統(tǒng)進(jìn)化分析將這59個(gè)WRKY蛋白分成了4組，第Ⅰ組有12個(gè)成員，均含有兩個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域；第II組有39個(gè)成員，又分出5個(gè)亞群；第III組有6個(gè)成員，含有一個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域，且鋅指結(jié)構(gòu)以HXC結(jié)尾；第IV組成員最少，只有2個(gè)，缺少完整的鋅指結(jié)構(gòu)。另外，他們對(duì)歐亞種葡萄‘玫瑰香’（V. vinifera cv‘Muscat Hamburg’）的幼葉、成熟葉、卷須、莖尖、幼果、成果和根共7種組織中的WRKY家族基因進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄水平的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)WRKY家族成員廣泛參與多種生物和非生物脅迫應(yīng)答過(guò)程，表明WRKY基因可能在葡萄整個(gè)生命周期以及各種脅迫應(yīng)答過(guò)程都起著重要作用。同年，西北農(nóng)林科技大學(xué)王西平研究團(tuán)隊(duì)［20］也對(duì)葡萄WRKY家族蛋白進(jìn)行了系統(tǒng)分析，確定出59個(gè)WRKY成員，并將其分成了3組。轉(zhuǎn)錄表達(dá)特性分析發(fā)現(xiàn)有4個(gè)WRKY基因在葡萄根或葉中有大量的表達(dá)，有55個(gè)WRKY不同水平上在至少響應(yīng)一種非生物脅迫，有38個(gè)響應(yīng)霜霉病侵染，大部分基因在脫落酸（abscisic acid，ABA）和水楊酸（salicylic acid，SA）的處理后下調(diào)表達(dá)。

表1　葡萄WRKY家族蛋白分析

目前葡萄中對(duì)WRKY家族的研究主要停留在基因挖掘和轉(zhuǎn)錄表達(dá)模式分析上，克隆和功能分析的VvWRKY基因僅有14個(gè)，且對(duì)其功能研究主要集中在葡萄生長(zhǎng)發(fā)育和生物脅迫方面。如Terrier 等［21］2005年進(jìn)行了葡萄漿果生長(zhǎng)過(guò)程基因表達(dá)的研究，初步推測(cè)轉(zhuǎn)錄因子WRKY家族在這其中發(fā)揮重要作用 。劉新研究團(tuán)隊(duì)［22］發(fā)現(xiàn)WRKY71參與了硫化氫（hydrogen sulfide，H2S）和過(guò)氧化氫（hydrogen peroxide，H2O2）介導(dǎo)的葡萄抗霜霉病過(guò)程。異源表達(dá)VpWRKY3則能提高煙草對(duì)茄科雷爾式菌抵抗力［23］，而葡萄WRKY在非生物脅迫應(yīng)答方面的功能研究仍比較少。

2　葡萄WRKY家族蛋白與干旱脅迫

植物受到干旱脅迫時(shí)，其細(xì)胞膜系統(tǒng)通常最先受到傷害，體內(nèi)活性氧代謝失衡，胞內(nèi)物質(zhì)如電解質(zhì)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)外滲，導(dǎo)致細(xì)胞失水，最終導(dǎo)致植物脫水死亡。WRKY家族蛋白參與植物抗旱的分子機(jī)制主要有：（1）作為轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)調(diào)控干旱脅迫應(yīng)答基因、植物抗旱信號(hào)通路基因和自身基因的表達(dá)來(lái)啟動(dòng)植物對(duì)干旱脅迫的應(yīng)答。如水稻OsWRKY47能夠與鈣結(jié)合蛋白CaBP和富含半胱氨酸分泌蛋白CRRSP基因啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件（G/T）TTGACT結(jié)合來(lái)啟動(dòng)干旱脅迫信號(hào)傳遞通路，正向調(diào)控水稻抗旱［24］；金桔的FcWRKY70通過(guò)與精氨酸脫氫酶FcADC啟動(dòng)子區(qū)的W-Box結(jié)合，以提高植物抗旱性［25］。（2）與其他蛋白互作調(diào)控自身活性來(lái)控制干旱脅迫應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)。水稻OsWRKY30能與MAPKs互作并被其磷酸化，參與調(diào)控抗旱過(guò)程［26］。（3）通過(guò)調(diào)控ABA信號(hào)途徑參與抗旱。如擬南芥AtWRKY1能夠與ABA信號(hào)通路中基因MYB2、ABCG40、DREB1A和ABI5的啟動(dòng)子W-Box結(jié)合調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)，從而抗旱［27］；菊花中的CmWRKY1通過(guò)下調(diào)PP2C、ABI1和 ABI2，上調(diào) PYL2、SnRK2.2、ABF4、MYB2、RAB18和DREB1A這些ABA信號(hào)通路中的基因，參與菊花耐旱［28］。

葡萄WRKY家族蛋白參與對(duì)干旱的響應(yīng)，如葡萄輔酶因子蛋白VvVQ能與多個(gè)VvWRKYs結(jié)合響應(yīng)干旱脅迫［25，29］；2011年Liu等［30］從‘北峰’葡萄品種中克隆得到一個(gè)大小為1 255 bp 的WRKY11轉(zhuǎn)錄因子VvWRKY11，能夠與AtRD29A 和AtRD29B啟動(dòng)子的W-box結(jié)合，從而提高擬南芥抵御甘露醇誘導(dǎo)的干旱脅迫能力。2013年劉新研究團(tuán)隊(duì)［31］從‘左優(yōu)紅’葡萄品種中克隆到兩個(gè)受干旱脅迫強(qiáng)烈誘導(dǎo)表達(dá)基因VvWRKY18和VvWRKY45，其中VvWRKY18大小為954 bp，屬于第II類WRKY家族蛋白，在花、花芽和葉中的表達(dá)量較高；VvWRKY45大小為2 514 bp，啟動(dòng)子含有響應(yīng)ABA、赤霉素（gibberellic acid，GA）、茉莉酸（jasmonate acid，JA）順式作用元件，在干旱脅迫6 h時(shí)表達(dá)量上調(diào)10倍。2016年本研究室又從抗性葡萄品種‘Vidal Blanc’（Vidal256）中克隆到一個(gè)大小為1 095 bp的多種逆境脅迫誘導(dǎo)表達(dá)基因VvWRKY30，該基因的表達(dá)能夠增強(qiáng)大腸桿菌對(duì)干旱的耐受性，且異源表達(dá)擬南芥植株發(fā)現(xiàn)VvWRKY30能通過(guò)減少氣孔開(kāi)度，減少地上部分的水分散失，同時(shí)提高滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸（proline，Pro）和可溶性糖含量維持自身的滲透平衡；通過(guò)提高超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過(guò)氧化物酶（peroxidase，POD）和過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）的活性來(lái)清除細(xì)胞內(nèi)的活性氧，提高植株的耐旱性［32］。

3　葡萄WRKY家族蛋白與鹽脅迫

土壤鹽漬化影響植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。鹽脅迫下，原有的離子平衡被打破，高濃度的Na+會(huì)破壞細(xì)胞膜的完整性，從而影響細(xì)胞膜的正常生理功能［33］。其次，由于外界環(huán)境中鹽分濃度過(guò)高，土壤的水勢(shì)下降，造成植物吸水困難，甚至能引起植物體內(nèi)水分的外滲，導(dǎo)致水分的虧損，從而對(duì)植物形成滲透脅迫［34］。植物通過(guò)一系列的機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)鹽脅迫，如調(diào)節(jié)離子平衡、合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、激活抗氧化酶系統(tǒng)等。WRKY家族蛋白通常以多個(gè)成員一起協(xié)同調(diào)控的方式參與這些途徑響應(yīng)鹽脅迫。如棉花中有109個(gè)WRKY，其中有28個(gè)響應(yīng)鹽脅迫，且GhWRKY17、GhWRKY41和GhWRKY104通過(guò)降低丙二醛含量、提高抗氧化酶活性來(lái)提高植物的耐鹽性［35，36］；利用微陣列分析發(fā)現(xiàn)在擬南芥的根部有18個(gè)WRKY受到NaCl誘導(dǎo)［37］，其中過(guò)表達(dá)AtWRKY25和AtWRKY33后能提高擬南芥的耐鹽性［38］。

目前對(duì)葡萄WRKY家族蛋白參與耐鹽脅迫的研究比較少，主要集中在西北農(nóng)林科技大學(xué)王躍進(jìn)團(tuán)隊(duì)和青島農(nóng)業(yè)大學(xué)劉新團(tuán)隊(duì)。王躍進(jìn)等［39］從中國(guó)野生葡萄品種‘Baihe-35-1’中克隆得到3個(gè)WRKY基因，分別命名為VpWRKY1、VpWRKY2和VpWRKY3，大小分別為1 157 bp、1 607 bp和1 280 bp。其中VpWRKY1和VpWRKY2的過(guò)表達(dá)擬南芥植株具有較好抗鹽性，VpWRKY3能提高轉(zhuǎn)基因煙草的耐鹽性［23］。劉新等從‘左優(yōu)紅’葡萄品種中篩選到VvWRKY13、VvWRKY18和 VvWRKY45，從‘Vidal Blanc’葡萄品種中篩選到VvWRKY30和VvWRKY54都能受鹽脅迫大量誘導(dǎo)表達(dá)［31，40］。其中VvWRKY30的過(guò)量表達(dá)能夠增強(qiáng)大腸桿菌對(duì)鹽的耐受性；鹽脅迫下，VvWRKY30異源表達(dá)擬南芥通過(guò)提高脯氨酸和可溶性糖含量、抗氧化酶如SOD、POD和CAT的活性增強(qiáng)其耐鹽性［32］。另外，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)盧江研究團(tuán)隊(duì)［41］從葡萄品種‘Noble’中克隆得到MrWRKY30，其基因序列與劉新研究室克隆得到的VvWRKY30相似性為47.3%。MrWRKY30在擬南芥中的超量表達(dá)通過(guò)ROS途徑提高了植物對(duì)鹽脅迫的敏感性。

4　葡萄WRKY家族蛋白與冷脅迫

植物體內(nèi)WRKY家族蛋白抗寒分子機(jī)制的研究主要是通過(guò)ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的雙重抑制機(jī)制調(diào)控對(duì)低溫的響應(yīng)。如茶樹(shù)中有50個(gè)WRKY家族基因，大部分都受冷脅迫誘導(dǎo)，其中CsWRKY2通過(guò)調(diào)控ABA信號(hào)通路參與植物抗冷［42］。目前葡萄響應(yīng)冷脅迫的分子機(jī)制還不清楚，主要通過(guò)雜交育種和越冬埋土技術(shù)來(lái)提高植物的抗寒性，但該方法耗時(shí)費(fèi)力，無(wú)法滿足目前葡萄產(chǎn)業(yè)需求。有報(bào)道，WRKY家族蛋白在植物耐冷中發(fā)揮重要作用。2014年，李紹華研究團(tuán)隊(duì)完成了歐亞種葡萄‘玫瑰香’（V. vinifera cv‘Muscat Hamburg’）和山葡萄（V. amurensis Rupr.）整個(gè)WRKY家族成員在冷脅迫下的表達(dá)變化分析和比較研究，獲得15個(gè)冷脅迫相關(guān)的WRKY基因，其中過(guò)表達(dá)WRKY28和WRKY43的轉(zhuǎn)基因植株耐寒能力增加［19，43］。盧江團(tuán)隊(duì)［41］從葡萄品種‘Noble’中克隆的MrWRKY30通過(guò)誘導(dǎo)擬南芥抗寒基因CBF1、CBF3、COR47和ICE1的表達(dá)，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因擬南芥的耐寒性。此外，從中國(guó)野生葡萄中克隆得到的VpWRKY1和VpWRKY2過(guò)表達(dá)擬南芥植株具有較好抗冷性［39］。

5　展望

干旱、鹽漬和低溫等非生物脅迫是限制葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要問(wèn)題，探究葡萄在非生物脅迫條件下的應(yīng)答機(jī)理，對(duì)于篩選和培育抗性優(yōu)良品種，提高葡萄產(chǎn)量具有重要的理論意義。植物對(duì)逆境脅迫的響應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程，包括脅迫信號(hào)的感知、信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)、不同的生理和代謝反應(yīng)的激活。作為植物最大的轉(zhuǎn)錄因子成員之一的WRKY家族，它們?cè)谥参飸?yīng)答非生物脅迫中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是逆境脅迫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中控制基因表達(dá)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)［44］。WRKY轉(zhuǎn)錄因子通常與其他蛋白或者順式作用元件結(jié)合而發(fā)揮其功能。目前的研究發(fā)現(xiàn)WRKY能夠與MAPKs、CDPKs等蛋白酶結(jié)合，從而激活或者抑制其自身的活性，進(jìn)而調(diào)控與脅迫相關(guān)基因的啟動(dòng)子區(qū)W-Box的結(jié)合，來(lái)參與植物對(duì)非生物脅迫的應(yīng)答。另外，不同的激素如 SA、ABA等及氣體信號(hào)物質(zhì)一氧化氮（nitric oxide，NO）、H2S、H2O2均可作為信號(hào)分子參與植物應(yīng)答逆境脅迫的過(guò)程。如干旱、鹽和冷脅迫都能啟動(dòng)ABA信號(hào)通路，響應(yīng)并傳遞脅迫信號(hào)。有研究表明，ABA誘導(dǎo)表達(dá)的基因參與非生物脅迫應(yīng)答也依賴于MAPKs、CDPKs等的活性。因此，對(duì)于WRKY家族蛋白參與葡萄耐逆的分子機(jī)制研究可以從分析葡萄WRKY結(jié)合的伴侶蛋白、調(diào)控的下游基因、協(xié)同的信號(hào)分子通路等方面著手，綜合探究葡萄WRKY抗逆的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。此外，近年來(lái)WRKY家族蛋白在基因轉(zhuǎn)錄過(guò)程的負(fù)調(diào)控作用也得到了廣泛關(guān)注，如水稻W(wǎng)RKY13作為轉(zhuǎn)錄抑制子，結(jié)合并抑制下游干旱響應(yīng)基因SNAC1的轉(zhuǎn)錄，從而使轉(zhuǎn)基因水稻表現(xiàn)出干旱敏感癥狀［39］；擬南芥WRKY70在防御反應(yīng)中通過(guò)激活水楊酸響應(yīng)基因，抑制茉莉酸響應(yīng)基因，從而平衡互相拮抗的信號(hào)通路［39］；但是目前尚未有葡萄中發(fā)揮負(fù)調(diào)控作用相關(guān)WRKY蛋白的報(bào)道，這可能為進(jìn)一步豐富并完善葡萄WRKY抗逆調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供一定思路。

作為功能強(qiáng)大的基因家族，同一個(gè)WRKY轉(zhuǎn)錄因子往往參與多種抗逆過(guò)程。如從葡萄品種‘Noble’中克隆的MrWRKY30即增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因擬南芥的耐寒性，同時(shí)提高了轉(zhuǎn)基因南芥對(duì)霜霉菌的抗性［41］；從‘Vidal Blanc’葡萄品種中篩選到的VvWRKY30提高了植物的耐鹽和耐旱能力［32］；從野生葡萄中克隆的VpWRKY2同時(shí)提高了植物對(duì)鹽脅迫、冷脅迫和霜霉病害的抗性［39］。通過(guò)基因工程手段將這些WRKY基因?qū)肫咸?，培育和篩選出同時(shí)具有多種脅迫耐受性的新品種，對(duì)推動(dòng)葡萄產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的理論及實(shí)踐意義，同時(shí)利用生物措施改良土地，對(duì)于改善我國(guó)土地生態(tài)系統(tǒng)和提高土地資源利用率具有重要意義。

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（責(zé)任編輯 李楠）

Function Exploration of Grape WRKY Family Proteins Under Abiotic Stresses

ZHU Dan MA Qian HAO Jie LIU Xin
（Key Lab of Plant Biotechnology in Universities of Shandong Province，Life Science College，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109）

Abiotic stresses caused by drought，salt and cold restrict the development of grape industry. WRKY，as a large transcriptional regulation factor gene family，plays important role in multiple signal-transduction pathways. With the advances in high throughput sequencing technology and a variety of research techniques，more and more WRKY protein’s function and mechanism in abiotic stresses have been validated，which establish a theoretical basis and provide a rich candidate gene resources for grape abiotic stress resistant mechanism research and screening excellent varieties through molecular breeding. This review will summarize the identification and classification，drought，salt and cold stresses response mechanism of grape WRKY family proteins in detail.

grape WRKY；abiotic stress；function exploration

2016-07-27

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31572107，31540090，31501331），青島農(nóng)業(yè)大學(xué)高層次人才科研基金項(xiàng)目（6631115032）

朱丹，女，博士，研究方向：植物耐逆分子機(jī)理；E-mail：zhudan2014dora@163.com

劉新，女，博士，教授，研究方向：植物逆境信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；E-mail：liuxin6080@126.com