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WRKY2/34-V20负调控MYB97控制花粉发育和活性

2018-03-23

 WRKY蛋白是植物特有的转录因子,它们广泛参与调控植物逆境应答反应和生长发育过程。研究表明,某些WRKY转录因子能与VQ家族蛋白相互作用形成复合物调控某些重要的生理过程。然而,WRKY与VQ蛋白在特定组织器官或生理条件下的相互作用关系及其生物学意义还很不清楚。 植物分子生物学组和植物环境适应性组的前期研究发现,拟南芥WRKY34和WRKY2能与VQ20蛋白在细胞核内相互作用形成复合物。VQ20可能通过影响WRKY34和WRKY2的转录功能从而调控花粉的发育和功能。基因表达分析表明,WRKY34、WRKY2和V20影响一系列花粉发育或活性相关基因的表达(Lei et al., 2017, Plant Journal, 91:962–976)。然而,WRKY2/34-V20调控的下游靶基因还未知。 

  我们最近的研究发现,WRKY34和三个MYB基因(MYB97MYB101MYB120)在雄配子发育过程中具有相反的表达模式。WRKY2和WKRY34在雄配子发生过程中抑制了三个MYBs基因的表达。进一步的研究结果表明,3个MYBs的6个潜在靶基因的表达在w2-1 w34-1 双突变体和w2-1 w34-1 vq20-1三突变体中均显著上调。酵母单杂交和双荧光素酶报告基因实验证明WRKY2和WRKY34直接结合MYB97启动子来调控其表达。MYB97过表达影响雄性育性(花药无法开裂和花粉不能萌发),表现出与w2-1 w34-1 vq20-1三突变体相似的性状。这些结果说明,WRKY2/34-V20负调控MYB97的表达控制雄配子发育和活性。该研究阐述了WRKY2/34-V20在植物花粉发育中的生物学功能,并进一步解析了WKRY-VQ调控花粉发育的分子机制。  

  相关研究结果近期以WRKY2/34–VQ20 Modules in Arabidopsis thaliana Negatively Regulate Expression of a Trio of Related MYB Transcription Factors During Pollen Development为题在线发表在国际植物学SCI学术期刊Frontiersinplantscience上。该研究得到国家自然科学基金和云南省“创新研究团队”等项目的资助。

(来源:中国科学院西双版纳热带植物园)

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