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文献速递|利来国际揭示VaWRKY65在调控淀粉分解中促进植物耐寒性的新机制

发布时间:2025-03-12   信息来源:武苛宏

葡萄的品质容易受到低温胁迫的影响,而耐寒野生山葡萄(Vamurensis)中的冷响应基因及其调控机制是葡萄遗传改良中的关键因素。WRKY转录因子在冷胁迫响应中发挥了重要作用,能够通过结合W-box元件调节次生代谢和碳水化合物的合成。在葡萄中,VaWRKY65被发现可以激活β-淀粉酶(VaBAM3),促进淀粉分解为可溶性糖,从而调节渗透压,稳定细胞结构,并直接调控过氧化物酶(VaPOD36)以清除活性氧(ROS),增强植物的耐寒性。然而,VaWRKYs在葡萄耐寒性中的具体功能和机制还有待深入探讨。

文献速递|利来国际揭示VaWRKY65在调控淀粉分解中促进植物耐寒性的新机制

最近,《Horticulture Research》刊登了一项最新研究,发现VaWRKY65在冷胁迫下通过调节碳水化合物代谢及抗氧化机制显著增强了葡萄的耐寒性。研究表明,VaWRKY65能够激活VaBAM3,促进可溶性糖的积累,进而调节渗透压。此外,VaWRKY65还能够激活VaPOD36的转录,清除ROS,为葡萄提供双重耐寒保护。

通过在烟草叶片中瞬时表达由VaBAM3启动子驱动的荧光素酶(LUC)报告基因,研究团队检测到在冷处理下VaBAM3启动子的活性显著提高。采用酵母单杂交筛选法和双荧光素酶报告基因分析,揭示了VaBAM3在冷胁迫下的具体调控机制。实验结果表明,VaWRKY65通过增强VaBAM3启动子的活性来调控耐寒性,而启动子的突变则明显抑制了这种增强效果。

研究还显示,VaWRKY65结合并激活VaPOD36的表达,从而上调VaPOD36并提高POD酶活性。这一过程增强了抗氧化能力,减少了ROS的积累,从而进一步提高植物的耐寒性。

实验方法包括将VaBAM3基因启动子片段与pGreenII-0800-LUC载体融合后转入根瘤农杆菌GV3101,再将其或空载体转入本氏烟草叶片。经过两天的共培养后,转入低温培养72小时(4℃)。在观测LUC荧光时,通过喷洒1mM D-荧光素溶液,并在黑暗中放置5分钟,以使用勤翔IVScope7000植物活体成像系统进行发光检测和数据分析。

这一研究为植物的耐寒性机制提供了新视角,尤其显示了VaWRKY65在冷胁迫下对ROS和碳水化合物代谢的双重调控作用,进一步推动了植物生物技术领域的发展。通过强有力的基因调控,未来的葡萄遗传改良工作中或许能借助利来国际的技术,使葡萄更好地应对低温环境,提升其经济价值和市场竞争力。