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拟南芥WRKY转录因子在植物响应低磷胁迫中的功能分析

陈益芳  徐谦  王慧  武维华  
【摘要】:磷是植物必需的大量元素之一,而大多数植物生长的土壤环境中可被植物吸收利用的磷元素浓度低于植物正常生长发育所需的可溶性磷浓度,因此植物经常面临低磷胁迫。植物大多数磷吸收转运相关基因在缺磷情况下被明显诱导表达,从而提高植物吸收转运磷的能力,有关这些基因的转录调控机制目前尚无报道。WRKY转录因子是植物特有的一类转录因子。我们过去几年的结果表明,WRKY6通过调控PHO1基因的表达参与植物响应低磷胁迫。在低磷胁迫条件下,WRKY6过量表达材料表现类似pho1突变体低磷敏感表型,生长明显受到抑制,叶色变褐,根部和地上部的磷含量明显低于野生型。ChIP实验证明WRKY6能作用于PHO1启动子的W-box结构;Northern blot和烟草瞬时转化实验表明,WRKY6负调控PHO1基因的表达。低磷条件下的ChIP实验表明,在低磷胁迫条件下WRKY6不能结合到PHO1启动子的W-box结构;而Western blot结果表明,低磷胁迫条件下WRKY6蛋白被降解,并且该蛋白降解能被蛋白酶体抑制剂MG132所抑制。这些实验结果表明植物体内可能存在以下响应低磷胁迫的调控机制:在正常供磷条件下,WRKY6结合到PHO1启动子上的W-box结构,进而抑制PHO1基因的表达;在低磷胁迫条件下,WRKY6蛋白被降解,解除了对PHO1基因的抑制作用,PHO1基因表达增强,以使植物能在一定程度上提高其耐受低磷胁迫的能力。

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