转录抑制子OsWRKY74在水稻低温胁迫中的作用机理

WRKY families as the plant-specific transcription factor are concerned with many signaling pathways and functions. At present, many studies on WRKY TFs have mainly focused on biotic stress responses and developmental processes. However, much less is known about the regulatory mechanism of WRKY TFs involved in cold stress in rice. Here, we identified a gene in rice, which its expression was suppressed by cold stress. The gene, OsWRKY74, encodes a member of WRKY transcription factor family and has not been reported in the plant cold stress research. RNAi OsWRKY74 in rice enhanced the tolerance to cold stress. This project will elucidate the OsWRKY74 function in rice cold stress, identify the target genes of OsWRKY74, and investigate the biological functions of the active repression motif and the activation domain of OsWRKY74 proteins in the regulation of cold stress. Thus, this project will elucidate the new function of OsWRKY74 in cold stress responses and signal transduction.

WRKY是植物特有的一类转录因子，不同的WRKY转录因子具有不同的生物学功能，主要涉及到植物抗逆性和生长发育两方面，而有关水稻中WRKY转录因子参与低温的研究处于起步阶段。申请人从水稻中克隆了一个低温抑制表达的WRKY转录因子，RNAi转基因水稻材料呈现很强的耐低温特性。本项目将在此基础上通过转录组测序与染色质免疫沉淀技术（Chromatin immunoprecitation, ChIP）确定OsWRKY74的DNA结合靶序列及其靶基因；借助烟草瞬时表达系统、遗传转化手段确定该基因的转录抑制区和转录激活区的生物学功能。利用转基因超表达和RNAi水稻，揭示其感受低温信号，激活相关基因表达的机制。这一项目的实施对于揭示OsWRKY74基因新功能，阐明OsWRKY74在水稻低温信号途径中的调控机理具有重要的科学意义。同时也为研究WRKY转录因子在提高水稻耐冷和低温胁迫调控网络的解析成为可能。

WRKY是植物特有的一类转录因子，不同的WRKY转录因子具有不同的生物学功能，主要涉及到植物抗逆性和生长发育两方面，而有关水稻中WRKY转录因子参与低温的研究处于起步阶段。因此本项目以水稻为研究材料，以OsWRKY74基因为入手点，探索WRKY转录因子--OsWRKY74在水稻低温胁迫信号感受及传导途径中的作用机制，为培育水稻耐冷品种奠定基础。本课题的实施从水稻中克隆了一个受低温诱导表达的WRKY转录因子--OsWRKY74，用Real-time RT-PCR确定了OsWRKY74在水稻逆境和养分胁迫下的表达模式，借助转基因水稻等材料揭示了OsWRKY74在水稻低温、低磷胁迫信号传导途径中的确切功能。借助烟草瞬时表达系统、遗传转化手段确定了该基因的转录抑制区和转录激活区的生物学功能。取得了一系列有特色的创新性成果。这一项目填补了WRKY转录因子在水稻低温和磷高效利用研究的空白。对于揭示OsWRKY74基因新功能，阐明OsWRKY74在水稻低温、低磷胁迫途径中的调控机理具有重要的科学意义。