WRKY70-OMT1基因模块与小麦在盐胁迫条件下的褪黑素生物合成有关

《Journal of Plant Growth Regulation》：WRKY70-OMT1 Module is Associated with Wheat Melatonin Biosynthesis Under Salinity Stress

本研究通过计算与实验结合，揭示小麦耐盐性中WRKY70转录因子调控OMT1基因表达，进而通过调节褪黑素水平增强耐盐性的分子机制。

　　

摘要

褪黑素是一种激素和信号分子，在调节植物生长、发育和应激反应中起着关键作用。它在缓解非生物胁迫（如盐度胁迫）方面尤为有效。然而，在单子叶植物受到胁迫条件下，控制褪黑素生物合成基因（特别是O-甲基转移酶1（OMT1）表达的调控途径仍是个谜。在这项研究中，我们采用了计算和实验相结合的方法来探讨小麦在盐度胁迫下的褪黑素生物合成机制及其耐受性的分子基础。通过对OMT1基因启动子以及盐度胁迫下小麦叶片的RNA-Seq数据分析，我们取得了突破性发现：一种对茉莉酸（JA）有响应的转录因子WRKY70可能调控OMT1基因的表达。这一发现通过分子和生理化学实验以及高级统计分析得到了进一步验证。研究结果表明，在JA处理、盐度胁迫及其共同作用下，这些基因的表达水平存在显著的负相关关系；同时，我们还发现了基因表达与褪黑素含量之间的显著关联。这些发现为茉莉酸信号传导与褪黑素生物合成途径之间的关系提供了新的见解。此外，WRKY70-OMT1调控模块似乎通过调节褪黑素水平、提高光合效率以及显著减轻盐度胁迫的负面影响来增强小麦的耐盐性。本研究揭示了小麦应对盐度胁迫的复杂调控网络，并强调了靶向褪黑素生物合成途径以提高作物对非生物胁迫抵抗力的潜力。