中科院PNAS文章解析植物重要信号机制

　　

生物通报道  来自中科院西双版纳热带植物园、中国科学院大学的研究人员在拟南芥实验中证实，WRKY8转录因子通过介导脱落酸和乙稀信号，参与了十字花科感染烟草花叶病毒（TMV-cg）防御反应。相关论文发表在5月6日的《美国科学院院刊》（PNAS）上。

领导这一研究的是中科院西双版纳热带植物园的余迪求（ Diqiu Yu）研究员。其主要从事一类参与调控植物逆境胁迫反应的植物特有转录因子WRKY基因家族的分子生物学功能及其所介导的信号通路的研究。同时，系统开展参与调控植物逆境胁迫反应的MicroRNAs的分子生物学功能分析。

WRKY 转录因子是近年来在植物中发现的，N-端含有 WRKYGQK 高度保守氨基酸序列的新型转录调控因子,  它能够与(T)(T)TGAC(C/T)序列(W-box)发生特异性作用,  调节启动子中含 W-box 元件的调节基因和/或功能基因的表达。WRKY转录因子在高等植物中形成一个庞大的基因家族，基因数量众多。大量的实验证据说明，WRKY 蛋白参与植物的抗病反应，并影响植物的衰老、抗胁迫能力以及生长和发育。尽管过往的研究证实了其参与了细菌或真菌病原体防御，但对于其在病毒防御中的作用仍知之甚少。

在这篇文章中，研究人员报告称发现拟南芥WRKY8（RKY DNA-binding protein 8）参与了TMV-cg防御反应，并在介导TMV-cg长距离运输中发挥了重要作用。TMV-cg感染可抑制WRKY8表达，而WRKY8突变则可加速系统感染叶片中的TMV-cg聚集。

免疫沉淀分析表明，WRKY8可选择性地结合脱落酸不敏感因子ABI4、乙烯生物合成限速酶ACS6和乙烯响应因子ERF104启动子的W-box元件。研究人员证实TMV-cg感染可促进WRKY8结合ABI4启动子，抑制了WRKY8结合ACS6和ERF104启动子，表明TMV-cg感染影响了WRKY8对于ABI4、ACS6和ERF104的调控。通过定量RT-PCR分析，研究人员证实在系统感染叶片中，ABI4表达减少，ACS6和ERF104富集。

此外，研究人员证实当给予外源性脱落酸（ABA）时，可减少TMV-cg的系统性积累。ABA1、ABA2、ABA3或abi4突变可促进TMV-cg系统积累。与之相反，给予外源乙稀前体ACC则可促进TMV-cg系统积累，但acs6、erf104突变则可抑制TMV-cg系统积累。

从前的研究证实，脱落酸和乙稀信号分别在病毒感染中发挥正负调控作用。新研究结果表明，WRKY8通过直接调控ABI4、ACS6和ERF104的表达，由此可能介导了TMV-cg与拟南芥相互作用过程中ABA与乙稀信号之间的串扰，从而参与了对TMV-cg的防御反应。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

WRKY8 transcription factor functions in the TMV-cg defense response by mediating both abscisic acid and ethylene signaling in Arabidopsis

WRKY transcription factors are key players in the plant immune response, but less is known about their involvement in antiviral defense than about their roles in defense against bacterial or fungi pathogens. Here, we report that Arabidopsis thaliana WRKY DNA-binding protein 8 (WRKY8) has a role in mediating the long-distance movement of crucifer-infecting tobacco mosaic virus (TMV-cg). The expression of WRKY8 was inhibited by TMV-cg infection, and mutation of WRKY8 accelerated the accumulation of TMV-cg in systemically infected leaves……

作者简介：

余迪求

研究员、西双版纳热带植物园创新基地“植物基因资源与基因功能组学研究组”组长、中国遗传学会会员，中国生物工程学会会员，云南省遗传学会理事，云南省生态学会理事，云南省细胞生物学会理事,“云南植物研究”编委。

研究领域
综合采用分子生物学、分子遗传学、生物化学、植物生理学、基因组学和基因功能分析等学科领域的研究方法和研究技术，系统研究植物抵抗生物和非生物逆境胁迫的分子生物学机制及其信号通路，试图揭示植物逆境胁迫反应建立的分子生物学网络，从中挖掘能有效地改良农作物抵抗外源逆境因子胁迫的重要功能基因及其信号分子。

目前主要从事一类参与调控植物逆境胁迫反应的植物特有转录因子WRKY基因家族的分子生物学功能及其所介导的信号通路的研究。同时，系统开展参与调控植物逆境胁迫反应的MicroRNAs的分子生物学功能分析。

获奖及荣誉：
  2003年度第三界云南省青年科技红河奖。
2008年度荣获云南省有突出贡献优秀专业技术人才。