OsWRKY72通过SKC1介导的Na+调控增强水稻耐盐性的分子机制

为解决土壤盐渍化对水稻生长的威胁，研究人员聚焦WRKY转录因子家族成员OsWRKY72，通过分子遗传学与生理学实验揭示其通过直接结合SKC1启动子W-box元件调控Na+转运，从而增强水稻耐盐性。该研究为耐盐水稻育种提供了新靶点，发表于《Plant Stress》。

　　

土壤盐渍化正威胁全球近30%灌溉农田，导致水稻等主粮作物减产。面对这一挑战，解析植物耐盐分子机制成为农业科学的研究热点。水稻作为对盐敏感的重要粮食作物，其耐盐性受多基因调控，而WRKY转录因子家族在植物逆境响应中扮演关键角色，但具体机制尚未完全阐明。

江苏省农业科学院粮食作物研究所的研究人员针对OsWRKY72这一IIc亚族WRKY转录因子展开研究。前期RNA-seq数据显示该基因受盐胁迫显著诱导，但其在耐盐调控网络中的作用尚不明确。为此，研究团队通过系统发育分析、亚细胞定位、基因编辑和离子组学等技术，揭示了OsWRKY72-SKC1调控模块在水稻耐盐性中的核心作用。

关键技术方法包括：1) 利用CRISPR/Cas9构建oswrky72突变体；2) 通过酵母单杂交验证OsWRKY72与SKC1启动子的直接互作；3) 原子吸收光谱测定Na⁺/K⁺含量；4) 跨品种表达谱分析（涵盖26个水稻品种）；5) 激光共聚焦显微镜观察蛋白亚细胞定位。

3.1 生物信息学与转录激活活性分析
系统发育分析显示OsWRKY72与OsWRKY23同源性最高，二者均含WRKYGQK结构域和CX₄CX₂₃HXH锌指基序。酵母实验证实OsWRKY72缺乏典型转录激活域，提示其可能具有转录抑制功能。

3.2 组织表达与亚细胞定位
OsWRKY72在稻穗中表达量最高，且受盐胁迫诱导。核定位信号预测与GFP融合实验证实其严格定位于细胞核，符合转录因子特征。

3.3 非生物胁迫响应模式
启动子分析发现ABRE、MBS等逆境响应元件。盐胁迫下地上部呈现双相表达模式，可能与液泡Na⁺存储动态相关。PEG6000和D-甘露醇诱导表达量甚至超过盐胁迫。

3.4 品种间表达差异
在26个水稻品种中，盐胁迫诱导OsWRKY72地上部普遍上调，但根部响应存在品种特异性，如盐稻8912上调而中科盐4号下调，暗示遗传背景影响调控网络。

3.5 表型分析
oswrky72突变体在100 mM NaCl处理下表现出鲜重降低21%、叶绿素含量下降18%等敏感表型，证实其耐盐功能缺失。

3.6 离子稳态调控
突变体地上部Na⁺积累量较野生型增加35%，K⁺/Na⁺比显著降低，而根部变化不显著，说明OsWRKY72主要调控地上部离子平衡。

3.7-3.8 靶基因鉴定
酵母单杂交证实OsWRKY72直接结合SKC1启动子的W-box元件。盐胁迫下突变体中SKC1表达诱导受阻，而HKT1、SOS1等转运体未受影响，确立SKC1为其关键下游靶标。

该研究首次阐明OsWRKY72通过转录调控SKC1维持Na⁺稳态的分子机制，完善了WRKY-IIc亚族蛋白的功能图谱。值得注意的是，OsWRKY72与同源蛋白OsWRKY23虽结构相似但转录活性迥异，暗示WRKY家族功能分化的复杂性。研究为多基因协同调控作物耐盐性提供了范例，其发现的SKC1调控模块可直接应用于分子设计育种。未来需进一步解析OsWRKY72与其它WRKY成员的互作网络，以及其在液泡Na⁺区隔化中的潜在作用。