拟南芥WRKY71转录因子对腋分生组织形成及侧芽发育的调控研究

通过筛选激活标签突变体库，获得了一个多分枝突变体D27，Tail-PCR证实该突变由WRKY71高表达而引起。本研究拟利用Col-0、D27和敲除系对wrky71进行表型和遗传分析，确定D27多分枝的类型及WRKY71对侧枝发育的贡献；分析WKKY71对外源激素（如IAA, Cytokinin）的反应，包括：对侧枝数目和附着枝数目的影响；对激素感知、代谢、运输途径中相关基因表达的影响，确定WRKY71和激素在调控侧枝发育上的协调作用；通过RNA原位杂交和GUS染色技术，分析WRKY71在细胞和组织水平上的时空表达模式，初步解析该基因在腋分生组织形成中的作用；利用RT-PCR、Real time-PCR、酵母单杂交及杂交互补等技术，确定WRKY71上游的调节者及下游的靶基因，验证它们之间的相互关系；利用基因芯片信息，获得与侧枝发育相关的未知基因，为进一步阐明植物多分枝的分子机制提供理论依据。

植物分枝决定着植物的株型，与作物产量密切相关。迄今，有关WRKY转录因子调控植物分枝发育的研究尚未见报道。.植物开花是植物从营养生长到生殖生长转折的关键，涉及多因子的相互作用。通常情况下，高盐胁迫抑制拟南芥开花。尚未见有关高盐胁迫促进植物开花的报道。.本研究从拟南芥激活标签突变体库中筛选到一株较Col-0开花早、分枝多的突变体D27。发现该表型可能由WRKY转录因子基因WRKY71过表达引起。在此基础上，利用Col-0、D27（WRKY71-1D）及其敲除系wrky71研究了WRKY71调控拟南芥分枝发育的分子机制，分析了WRKY71在非盐及高盐胁迫下对拟南芥开花起始的作用及其分子机制，为进一步阐明拟南芥分枝发育和开花起始的分子调控机制奠定了基础。.本项目取得了以下创新性的研究成果：.1、首次研究了拟南芥WRKY71转录因子的功能。发现WRKY71在所有组织中表达，在花起始及发育中表达明显上调，在茎顶端生长点、腋芽分生组织及花原基中亦表达，表明该基因可能参与腋芽及花起始和发育；WRKY71在细胞核表达，具有转录因子特性。 .2、首次研究了WRKY71调控拟南芥分枝发育的功能及其分子机制。发现WRKY71过表达引起分枝增多，WRKY71上调生长素输出载体蛋白基因PIN1表达；确定了RKY71-1D多分枝是由生长素运输增强引起；证明了WRKY71通过影响生长素生理功能来调控分枝发育，而与细胞分裂素无关；发现了WRKY71通过直接上调分枝基因RAX2、间接上调PIN1、LAS来促进拟南芥分枝（尤其是附着枝）发育，从而解析了该基因调控分枝发育的分子机制。.3、首次研究了WRKY71调控开花起始的功能。发现了WRKY71过表达引起拟南芥开花提前；发现该基因不参与4条开花主要途径，而是通过上调花分生组织决定基因（LFY、AP1、CAL、FUL）的表达来促进拟南芥开花，进一步证实了该基因通过与LFY启动子的W-box直接结合而调控其表达，从而解析了该基因调控拟南芥开花时间的分子机制。.4、首次研究了WRKY71介导高盐促进拟南芥开花的分子机制。发现了WRKY71能介导高盐促进拟南芥开花，该基因受盐诱导表达，通过直接上调LFY，间接上调AP1、CAL、FUL表达而加快了花起始进程，使其迅速完成生活史而逃避盐害。