摘要:為研究轉(zhuǎn)錄因子NtWRKY65在煙草抵御干旱脅迫中的功能,探究NtWRKY65調(diào)控?zé)煵莞珊得{迫的生理分子機(jī)制,以NtWRKY65過表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系(OE)和煙草栽培品種K326(WT)為試材,分析正常和干旱脅迫條件下OE株系和WT株系表型特征、相對電導(dǎo)率、根系活力、葉綠素含量、膜脂過氧化指標(biāo)、激素含量、抗氧化防御系統(tǒng)酶活性以及關(guān)鍵基因的表達(dá)水平。結(jié)果表明,干旱脅迫處理后,OE株系的生長狀態(tài)較WT株系良好,生物量約是WT株系的1.5倍,OE-6株系的根系活力較WT株系增加21.53%,WT株系的葉綠素含量較OE-8、OE-11株系顯著降低31.06%、33.58%(Plt;0.05),OE株系的抗旱能力較WT株系明顯提高;與WT株系相比,OE株系的丙二醛含量、過氧化氫含量和超氧陰離子自由基含量顯著降低,并且OE株系的抗氧化酶活性顯著高于WT株系;脫落酸含量較WT株系顯著增加,ABA響應(yīng)基因、應(yīng)激相關(guān)基因以及干旱相關(guān)基因的表達(dá)水平均顯著高于WT株系。干旱脅迫下,過表達(dá)NtWRKY65可顯著提高OE株系的生物量和葉片含水率,增強(qiáng)植株葉片內(nèi)活性氧(ROS)清除能力,提高煙草整體抗氧化防御能力,增強(qiáng)耐旱相關(guān)基因表達(dá),促進(jìn)ABA的合成,從而提高煙草的耐旱性,故轉(zhuǎn)錄因子NtWRKY65正調(diào)控?zé)煵菽秃敌浴?/p>
關(guān)鍵詞:煙草;NtWRKY65;過表達(dá);干旱脅迫;功能驗(yàn)證
中圖分類號:S188;S572.01" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號:1002-1302(2025)04-0225-08
收稿日期:2024-08-03
基金項(xiàng)目:河南省煙草公司三門峽市公司科技項(xiàng)目(編號:2024411200200016X、2023411200200008X);河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目(編號:242102110288)。
作者簡介:張亞萱(1999—),女,河北保定人,碩士研究生,主要研究方向煙草遺傳育種。E-mail:zhang1085204993@163.com。
通信作者:張小全,博士,教授,主要研究方向煙草遺傳育種。E-mail:zxq013415@163.com。
煙草是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物,長期處于干旱脅迫條件下會嚴(yán)重影響煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[1-3]。為了應(yīng)對干旱脅迫,植物已在細(xì)胞層面、形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理過程、生化途徑和分子機(jī)制上進(jìn)化出一系列復(fù)雜的適應(yīng)性防御機(jī)制。其中,轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮著重要作用。在感知到干旱脅迫后,植物體內(nèi)與干旱脅迫相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子被激活,通過與下游靶基因啟動子區(qū)域的順式作用元件結(jié)合,調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達(dá)并進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抵御,從而來提高植物對脅迫的抗性[4]。WRKY、bZIP、NAC、MYB、AP2/ERF等轉(zhuǎn)錄因子家族在植物抗逆方面被廣泛研究。胡雅丹等綜述了MYB轉(zhuǎn)錄因子家族響應(yīng)鹽脅迫、干旱脅迫、極端溫度脅迫以及重金屬脅迫等的作用機(jī)制[5];Li等的研究表明,NtNAC053參與煙草對鹽和干旱脅迫的響應(yīng)[6];Zhang等研究發(fā)現(xiàn),CaNAC035能夠提高辣椒的耐旱性[7]。因此,挖掘煙草抗旱相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子,對改善煙草的耐旱性具有重要意義。
WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族是在植物界中普遍存在的一類轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白,在介導(dǎo)植物的生長發(fā)育過程和響應(yīng)生物與非生物脅迫防御反應(yīng)中具有重要作用[8-9]。研究表明,WRKY廣泛參與調(diào)節(jié)植物干旱等逆境脅迫[10-12],如蘋果中WRKY17、WRKY50和WRKY115能夠提高蘋果對干旱和鹽脅迫的耐受性[13-14];SbWRKY30異源表達(dá)能夠增強(qiáng)擬南芥和水稻的抗旱性[15];ZmWRKY40能夠正調(diào)控玉米抗旱性[16]。筆者所在實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn),WRKY家族中有164個候選基因在煙草中均有表達(dá),特別是WRKY65轉(zhuǎn)錄因子能夠在干旱、鹽和極端溫度脅迫中高表達(dá),表明其可能參與煙草干旱脅迫響應(yīng)[17]。通過研究發(fā)現(xiàn),WRKY65轉(zhuǎn)錄因子屬于Ⅱ類WRKY家族成員,其典型特征是含有一個WRKY結(jié)構(gòu)域和C2H2鋅指結(jié)構(gòu);亞細(xì)胞定位結(jié)果顯示,NtWRKY65-GFP融合蛋白僅定位于細(xì)胞核中;啟動子分析結(jié)果顯示,其包含脫落酸(ABRE)、低溫(LTR)、應(yīng)激(TC-rich)等多種響應(yīng)元件,表明NtWRKY65可能參與脅迫信號響應(yīng)途徑;在干旱脅迫條件下,NtWRKY65基因表達(dá)量顯著升高[17]。通過構(gòu)建pCAMBIA1305.1-WRKY65轉(zhuǎn)基因載體,并通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤法轉(zhuǎn)化普通栽培煙草K326,獲得過表達(dá)NtWRKY65轉(zhuǎn)基因株系,經(jīng)過篩選鑒定,獲得純合的穩(wěn)定遺傳的T3代株系。WRKY轉(zhuǎn)錄因子廣泛響應(yīng)干旱脅迫,但NtWRKY65對煙草耐旱性的機(jī)制尚不清晰。
本研究以煙草栽培品種K326(WT)和過表達(dá)NtWRKY65轉(zhuǎn)基因煙草(OE)為試驗(yàn)材料,通過對各材料進(jìn)行自然干旱脅迫處理和正常澆水對照處理,觀察表型特征變化并測定相關(guān)生理生化指標(biāo),以期探究煙草轉(zhuǎn)錄因子NtWRKY65在抵御干旱脅迫中的功能,為培育耐旱的煙草新品種奠定基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料、時間及地點(diǎn)
本試驗(yàn)所用的材料為普通栽培煙草品種K326(WT)和NtWRKY65過表達(dá)株系(OE-3、OE-6、OE-8、OE-11),由筆者所在實(shí)驗(yàn)室保存。其中,OE株系是通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤轉(zhuǎn)化法將構(gòu)建的pCAMBIA1305.1-WRKY65轉(zhuǎn)基因載體轉(zhuǎn)入普通栽培煙草K326中后,經(jīng)鑒定、篩選到獲得的純合穩(wěn)定遺傳的T3代株系。本試驗(yàn)于2023年3月初至2024年3月初在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)龍子湖校區(qū)煙草學(xué)院煙草遺傳育種實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 植物培養(yǎng)方法
將各材料的種子用牙簽直接點(diǎn)播在盛有營養(yǎng)土(基質(zhì) ∶蛭石體積比= 2 ∶1)的 10 cm×10 cm營養(yǎng)缽中,放入人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng),并設(shè)置環(huán)境參數(shù)為光照持續(xù)16 h,溫度設(shè)置為28 ℃,黑暗持續(xù)8 h,溫度設(shè)置為26 ℃,相對含水量為(56±2)%。生長10 d后,選取生長狀態(tài)良好、大小一致的小苗轉(zhuǎn)移到盛有營養(yǎng)土(基質(zhì) ∶蛭石=2 ∶1)的7 cm×7 cm營養(yǎng)缽中,每缽定植1株。
1.2.2 干旱脅迫處理和取樣
煙苗生長45 d后,選取生長狀態(tài)良好、大小一致的煙苗,采用自然干旱的方法進(jìn)行干旱脅迫處理,同時設(shè)置正常供水為對照處理。處理前將盛有不同材料的營養(yǎng)缽浸入 3 cm 水層中靜置8 h,在充分吸收水分后使其處于飽和狀態(tài),此后干旱脅迫處理組不再澆水,對照處理組每天測定土壤水分并確保土壤含水率保持在75%~85%。
自然干旱處理10 d出現(xiàn)葉片變黃、萎蔫癥狀時,對照處理和干旱處理的不同材料各取3株,用于生物量、含水率的測定;選取不同處理材料各3株自上至下第3張葉片用于相對電導(dǎo)率測定和相關(guān)基因表達(dá)分析;選取不同處理材料自上至下第4張葉各3張用于抗逆酶和激素含量測定。
1.3 指標(biāo)測定方法
1.3.1 表型指標(biāo)
將WT株系和4個OE株系按順序依次擺放整齊,并置于黑布上拍照。對照處理和干旱處理的不同材料各取3株,經(jīng)過去離子水徹底清洗干凈植株根系及葉片后,用吸水紙輕柔地吸干表面殘留的水分并稱重,用于生物量的測定。
1.3.2 生理指標(biāo)
每個材料各選取3株,使用去離子水沖洗煙株地上部和地下部,吸干水分稱重,記為FW,在105 ℃烘箱中殺青并在65 ℃下烘至恒重,稱量干物質(zhì)量值,記為DW,用于含水率的測定,每次測量重復(fù)3次。計算公式:含水率=(FW-DW)/FW×100%。分別選取不同處理材料各6株同一部位、同一朝向的煙葉,使用SPAD儀測定葉片葉綠素含量,每張葉片重復(fù)測定3次。使用直徑為0.5 cm的打孔器分別均勻打取8個孔,將其放在已加入5 mL蒸餾水的15 mL離心管中孵育,參照Xu等的方法[18]測定相對電導(dǎo)率。
抗逆酶參考李合生的方法[19]測定,丙二醛(MDA)含量通過硫代巴比妥酸法測定,過氧化氫(H2O2)含量通過碘化鉀還原法測定,超氧陰離子自由基(O-2·)含量采用羥胺氧化法測定,超氧化物歧化酶(SOD)活性采用核黃素-NBT法測定,過氧化物酶(POD)活性采用愈創(chuàng)木酚法測定,過氧化氫酶(CAT)活性采用紫外吸收法測定。使用植物ABA ELISA試劑盒(北京索萊寶科技有限公司)通過酶聯(lián)免疫法[20]測定脫落酸(ABA)含量。
1.3.3 相關(guān)基因表達(dá)量
取樣葉片經(jīng)液氮凍干磨粉后,通過Trizol法[21]進(jìn)行RNA的提取。確認(rèn)樣品合格后,依照5×All-In-One RT MasterMix試劑盒(ABM公司)提供的說明進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄反應(yīng),得到cDNA。
實(shí)時熒光定量PCR(qRT-PCR)使用SYBR Green PCR Master Mix進(jìn)行,以NtL25為內(nèi)參基因,相對基因表達(dá)量采用2-△△CT方法計算。
1.4 數(shù)據(jù)分析
采用Microsoft Excel 2019進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理和
作圖,并通過SPSS 26.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。采用鄧肯檢驗(yàn)判斷差異顯著性(α=0.05)。數(shù)據(jù)以3次獨(dú)立試驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示。
2 結(jié)果與分析
2.1 干旱脅迫對過表達(dá)NtWRKY65株系表型的影響
由圖1-A可知,處理10 d后,正常澆水的各株系在外觀特征上沒有明顯差異;干旱脅迫處理下,WT和OE株系均表現(xiàn)萎蔫,但WT株系萎蔫得更明顯,說明OE株系比WT株系抗旱能力強(qiáng)。由圖1-B可知,正常澆水處理的各株系整株生物量差異不顯著(Pgt;0.05);干旱脅迫處理后,OE株系的整株生物量顯著高于WT株系,約是WT株系的1.5倍。
由圖1-C可知,正常澆水條件下,WT株系和OE株系含水率沒有顯著差異;干旱脅迫處理后,WT株系和OE株系含水率均有所下降,且WT株系的葉片含水率顯著低于OE株系,說明干旱脅迫后轉(zhuǎn)基因株系在一定程度上能夠相對增加葉片含水率。不同處理株系的相對電導(dǎo)率結(jié)果如圖1-D所示,可以看出,正常澆水的OE株系相對電導(dǎo)率顯著低于WT株系;干旱脅迫處理組OE株系相對電導(dǎo)率平均比WT株系低41.88%,其中OE-6株系的相對電導(dǎo)率較其他OE株系更高。
對各處理根系活力的檢測結(jié)果如圖1 -E所示,可以看出,正常澆水條件下,WT株系和OE-3、OE-6株系沒有顯著差異,OE-8和OE-11株系較WT株系顯著增加;干旱脅迫處理下,各株系的根系活力均有不同程度的升高,其中OE株系相較于WT株系表現(xiàn)出更為顯著的根系活力提升,OE-3根系活力增幅為13.24%,OE-6株系增幅為21.53%。
由圖1-F可以看出,各處理葉片葉綠素含量有較大差異。正常澆水條件下,除OE-11株系的葉綠素含量較低外,其他株系葉綠素含量沒有顯著差異;干旱處理?xiàng)l件下,WT株系的葉綠素含量較OE-8和OE-11株系分別顯著降低31.06%和33.58%,OE-3和OE-6株系的葉綠素含量與WT株系沒有顯著差異,但較WT株系的葉綠素含量有小幅增加。說明干旱脅迫下過表達(dá)NtWRKY65能夠提高轉(zhuǎn)基因煙草葉片中葉綠素含量。
2.2 干旱脅迫對NtWRKY65過表達(dá)株系葉片抗氧化性能的影響
2.2.1 對葉片中MDA含量的影響
植物膜脂過氧化過程中伴隨著MDA的積累,故MDA含量可以作為反映植物葉片細(xì)胞膜受損程度的一個重要指標(biāo)[22]。由圖2-A可知,正常澆水條件下,WT株系的MDA含量顯著高于OE株系;干旱脅迫處理后,WT株系煙草葉片中MDA含量增加了105.93%,而OE株系平均升高了40.89%,且WT株系MDA含量顯著高于OE株系。表明過表達(dá)NtWRKY65能夠顯著減少干旱脅迫下轉(zhuǎn)基因煙草葉片中的MDA含量。
2.2.2 對葉片中H2O2和O-2·含量的影響
由圖 2-B可知,正常澆水條件下,WT株系H2O2含量顯著高于OE株系;干旱處理后,WT株系葉片中H2O2含量升高了80.59%,而OE株系平均升高了46.30%,WT株系增幅明顯高于OE株系。由圖 2-C 可知,正常澆水條件下,WT株系的O-2·含量與OE-3、OE-6株系沒有顯著差異,但顯著高于 OE-8 和OE-11株系;干旱處理后,WT株系葉片中O-2·含量大幅增加,達(dá)到對照處理的3.96倍,OE-3 葉片中O-2·含量較對照處理升高了 75.57%。表明過表達(dá)NtWRKY65能夠顯著降低干旱脅迫下轉(zhuǎn)基因煙草葉片中H2O2和O-2·的含量。
2.2.3 對葉片中抗氧化酶活性的影響
由圖2-D可知,正常澆水處理?xiàng)l件下,OE株系的SOD活性顯著高于WT株系;干旱脅迫處理下,各株系的SOD活性均表現(xiàn)出不同程度的升高,其中OE-3和 OE-8 株系的增幅大于WT株系。由圖2-E可知,正常澆水條件下,OE-11株系的POD活性顯著高于其他株系,且其他各株系POD活性間均沒有顯著差異;干旱脅迫處理后,各株系的POD活性大幅升高,且OE株系的平均POD活性是WT株系的1.31倍。由圖2-F可知,正常澆水條件下,OE株系CAT活性均顯著低于WT株系,干旱處理后OE株系的酶活性較對照分別升高了2.79倍、3.73倍、7.20倍和6.47倍,而WT株系的酶活性僅升高了1.38倍。結(jié)果表明,過表達(dá)NtWRKY65能夠提高抗氧化酶活性,增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因株系在干旱脅迫下ROS清除能力,減少ROS的積累。
2.3 干旱脅迫對NtWRKY65過表達(dá)株系葉片中ABA含量的影響
由圖3可知,正常澆水條件下,OE株系的ABA含量均顯著高于WT株系; 干旱脅迫下,WT株系葉
片中ABA含量升高了15.25%,OE株系平均升高了38.35%。其中,OE-11株系葉片中ABA含量增幅較大,是對照處理的1.71倍。說明在受到干旱脅迫后,過表達(dá)NtWRKY65能夠提高轉(zhuǎn)基因株系葉片中ABA含量。
2.4 干旱脅迫對NtWRKY65過表達(dá)株系葉片中相關(guān)基因表達(dá)量的影響
2.4.1 對抗氧化相關(guān)基因表達(dá)量的影響
不同處理下抗氧化相關(guān)基因的相對表達(dá)量測定結(jié)果如圖 4-A、圖4-B、圖4-C所示,可以看出,在對照處理下,WT株系抗氧化相關(guān)基因的表達(dá)量均顯著低于OE株系;干旱脅迫處理后,OE株系的抗氧化相關(guān)基因的表達(dá)量大幅升高,其中OE-3株系的NtCAT1和NtSOD表達(dá)量分別是WT株系的9.72倍和5.28倍,OE-6和OE-8株系的NtAPX表達(dá)量大約是WT株系的7.5倍。說明干旱脅迫后,NtWRKY65通過提高抗氧化酶基因的表達(dá),從而提高轉(zhuǎn)基因煙草抗氧化酶活性,提高其清除葉片中活性氧的能力,緩解葉片損傷。
2.4.2 對ABA相關(guān)基因表達(dá)量的影響
圖4-D、圖4-E、圖4-F為不同處理下ABA相關(guān)基因NtLTP、NtAREB1和NtDREB3基因的相對表達(dá)量測定結(jié)果??梢钥闯觯瑢φ仗幚硐?,WT株系的ABA相關(guān)基因表達(dá)量均低于OE株系;干旱脅迫處理后,OE株系A(chǔ)BA相關(guān)基因表達(dá)量均大幅升高,WT株系基因表達(dá)量雖有所升高,但仍明顯不如OE株系。對照處理下,各株系NtLTP、NtDREB3基因表達(dá)量均在10以下;干旱脅迫處理后,除OE-11株系外,各OE株系NtLTP基因表達(dá)量達(dá)到了60以上,除OE-6株系外,各OE株系NtDREB3基因表達(dá)量均達(dá)到55以上,而WT株系NtLTP基因表達(dá)量不到30,NtDREB3基因表達(dá)量仍在10以下。說明干旱脅迫下過表達(dá)NtWRKY65能夠激活A(yù)BA相關(guān)基因的表達(dá)。
2.4.3 對干旱應(yīng)激相關(guān)基因表達(dá)量的影響
對煙草干旱脅迫應(yīng)激相關(guān)基因NtLEA5、NtERD10c、NtCDPK2、NtTIP、NtCOR14a和NtDREB4的相對表達(dá)量進(jìn)行測定,結(jié)果如圖5所示。可以看出,在對照處理下,各株系的6個基因相對表達(dá)量均明顯低于干旱脅迫下的表達(dá)量,WT株系各基因表達(dá)量均較低且顯著低于OE株系;干旱處理下,WT株系各基因相對表達(dá)量雖有上調(diào),但上調(diào)幅度遠(yuǎn)低于OE株系。OE-3株系受到干旱脅迫后,NtLEA5、NtERD10c、NtCDPK2、NtCOR15a基因上調(diào)幅度明顯高于WT株系。結(jié)果表明,過表達(dá)NtWRKY65能夠激活轉(zhuǎn)基因煙草葉片中干旱應(yīng)激相關(guān)基因的表達(dá)。
3 結(jié)論與討論
作為高等植物中規(guī)模最為龐大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一,WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族在調(diào)控植物生長發(fā)育過程及抵御逆境脅迫中扮演著至關(guān)重要的角色。水稻、小麥、葡萄、陸地棉、苜蓿和番茄中的WRKY轉(zhuǎn)錄因子參與調(diào)控耐旱性的研究均有報道[23-28],但NtWRKY65調(diào)控?zé)煵菽秃敌缘难芯肯鄬τ邢?。本研究發(fā)現(xiàn),在干旱脅迫處理10 d后,過表達(dá)NtWRKY65轉(zhuǎn)基因株系表現(xiàn)出較為良好的生長狀態(tài),葉片萎蔫程度顯著輕于WT株系,整株生物量較大,具有較高的葉片含水率和較低的相對電導(dǎo)率,說明過表達(dá)NtWRKY65能夠減小干旱脅迫對煙草生長發(fā)育造成的影響。根系活力的高低對植物吸收利用土壤中水分和營養(yǎng)元素等造成直接或間接的影響,是株系受到干旱脅迫后最先產(chǎn)生響應(yīng)的部位[29-30]。測定不同株系根系活力后發(fā)現(xiàn),干旱脅迫處理后,轉(zhuǎn)基因株系在受到干旱脅迫后,根系活力均顯著高于WT
株系,說明NtWRKY65能夠使轉(zhuǎn)基因株系在受到脅迫后能夠保持相對較高的根系活力,這可能是NtWRKY65能夠提高株系耐旱性的一個重要原因。
在受到干旱等逆境脅迫后,植物體內(nèi)會積累過量的活性氧等物質(zhì),導(dǎo)致細(xì)胞膜脂發(fā)生過氧化,從而使細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能受損??寡趸竿ㄟ^清除葉片中過剩的活性氧,在維持細(xì)胞正常生理功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用[31]。本研究發(fā)現(xiàn)干旱脅迫處理后,與抗氧化過程相關(guān)的基因表達(dá)水平顯著上調(diào),OE株系均顯著高于WT株系,測定抗氧化相關(guān)酶活性發(fā)現(xiàn),OE株系抗氧化相關(guān)酶活性顯著高于WT株系,這與前人的研究結(jié)果[24-25,32]基本一致,表明干旱脅迫后,NtWRKY65可能促進(jìn)抗氧化相關(guān)基因的表達(dá)上調(diào),進(jìn)而提高抗氧化酶活性,增強(qiáng)ROS的清除能力,減少干旱脅迫對株系造成的影響。干旱脅迫能夠使葉片中與脅迫相關(guān)基因表達(dá)發(fā)生改變,從而在分子水平上響應(yīng)脅迫。OE株系干旱脅迫相關(guān)基因的表達(dá)顯著高于WT株系,表明NtWRKY65可能通過上調(diào)干旱脅迫相關(guān)基因的表達(dá)水平從而提高煙草對干旱脅迫的抗性。
前人已在多種植物中發(fā)現(xiàn)WRKY轉(zhuǎn)錄因子通過ABA信號通路參與干旱脅迫,ZmWRKY79通過與玉米原生質(zhì)體中ZmAAO3基因啟動子特異性結(jié)合,促進(jìn)ABA的生物合成從而提高玉米的抗旱性[33]。Liu等的研究結(jié)果表明,GmWRKY17直接與GmDREB1D和GmABA2的啟動子結(jié)合,并在干旱脅迫下激活他們的表達(dá),增強(qiáng)大豆的耐旱性[34]。本研究發(fā)現(xiàn),OE株系在干旱條件下比WT株系具有更高的ABA含量。進(jìn)一步qRT-PCR研究發(fā)現(xiàn),OE株系中參與脅迫相關(guān)的基因NtTIP、NtAREB1和NtDREB3顯著上調(diào)表達(dá)(圖5),該結(jié)果表明,NtWRKY65能夠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)基因煙草的耐旱性可能與ABA的合成有關(guān)。本研究對NtWRKY65提高轉(zhuǎn)基因煙草耐旱性的功能進(jìn)行分析,并對其響應(yīng)干旱脅迫的原因進(jìn)行初探,但并未深入研究其作用途徑。李滿證明了NtWRKY65蛋白具有轉(zhuǎn)錄激活活性[35],后續(xù)可通過轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)和染色質(zhì)免疫沉淀測序技術(shù)尋找NtWRKY65的靶基因,并通過酵母單雜試驗(yàn)和雙熒光素酶試驗(yàn)等進(jìn)行驗(yàn)證。
在干旱脅迫下,過表達(dá)煙草轉(zhuǎn)錄因子NtWRKY65能夠降低葉片的相對電導(dǎo)率及MDA含量,上調(diào)抗氧化相關(guān)基因的表達(dá),從而提高抗氧化酶活性,增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因煙草抗氧化性能,提高ABA相關(guān)基因和應(yīng)激相關(guān)基因表達(dá),促進(jìn)ABA的生物合成,增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因煙草的耐旱性。NtWRKY65具有正調(diào)控?zé)煵菽秃敌缘墓δ埽梢宰鳛闊煵菘购涤N的候選基因資源。
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