玉米ZmWRKY34转录因子参与盐胁迫调控的分子机理研究

Transcription factors are very important regulators in plant stress responses. WRKY is a superfamily of transcription factors unique to plants and was so named because all family members contain a conserved WRKYGQK domain. Current researches show that the WRKY gene family has been suggested to play important roles in the regulation of transcriptional reprogramming associated with plant stress responses. In present study, we identified a salt stress inducible gene ZmWRKY34. Using genetics, physiological and biochemical, molecular biology approaches, we focus on studying protein subcellular localization, protein-protein interaction and downstream genes expression of ZmWRKK34 in abiotic stress responses. Based on these results, we hope to construct the WRKY protein-mediated signaling network and explore the effective approaches to improve rice abiotic stress tolerance. These studies will provide new strategy and new methods, and have important theoretical and practical values.

在植物逆境响应过程中，转录因子发挥了重要的调控作用。WRKY是植物特有的一类转录因子家族，因含有由WRKYGQK 7个氨基酸组成的保守序列而得名。已有的研究显示，WRKY蛋白广泛参与了植物逆境响应过程。本研究筛选到一个玉米盐胁迫诱导基因ZmWRKY34，针对此WRKY转录因子在盐胁迫响应中的分子机理这一关键科学问题，本项目拟应用遗传学、生理生化以及分子生物学等研究技术，通过研究ZmWRKY34蛋白亚细胞定位、筛选并鉴定ZmWRKY34互作蛋白、分析ZmWRKY34下游基因的表达，构建玉米ZmWRKY34蛋白在非生物胁迫信号途径中的调控机制，并探讨提高植物抗逆性的有效途径。这些研究将为玉米抗逆高产分子育种提供新策略、 新方法，具有重要的理论意义和应用价值。

WRKY是植物特有的一类转录因子家族，因含有由WRKYGQK 7个氨基酸组成的保守序列而得名。近年来的研究显示，WRKY转录因子在植物逆境响应过程中发挥了重要的调控作用。本研究首先通过基因表达量分析，在玉米与水稻中筛选到一系列胁迫相关的WRKY基因。针对这些WRKY转录因子在盐胁迫响应中的分子机理这一关键科学问题，我们首先构建了一系列转基因植株。结果显示，过量表达ZmWRKY34与OsWRKY55的水稻对盐胁迫的耐受性显著增强。亚细胞定位实验显示，ZmWRKY34蛋白特异性的定位在细胞核中，而OsWRKY55蛋白在细胞核与细胞质中都有表达。进一步通过蛋白质互作分析，我们发现WRKY转录因子之间存在互作，能形成二聚体发挥功能。通过转录组测序实验，我们筛选到一系列与WRKY转录因子相关的基因，并且发现WRKY转录因子参与到盐胁迫的早期应答响应。通过上述研究，初步鉴定了WRKY蛋白在非生物胁迫信号途径中的调控机制，并探讨提高植物抗逆性的有效途径。这些研究将为作物抗逆高产分子育种提供新策略、 新方法，具有重要的理论意义和应用价值。