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我校植物硼营养研究取得新进展
发布时间:2019-11-12

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11月9日,Plant Biotechnology Journal在线发表了华中农业大学资源与环境学院徐芳森教授课题组题为“Transcription factor BnaA9.WRKY47 contributes to the adaptation of Brassica napus to low boron stress by upregulating the boric acid channel gene BnaA3.NIP5;1”的研究论文。该研究系统解析了转录因子BnaA9.WRKY47通过直接上调甘蓝型油菜硼高效吸收转运基因BnaA3.NIP5;1的表达,从而提供油菜对低硼胁迫的抗性,为油菜硼营养的调控提供了重要的理论依据。

硼是植物必需的微量营养元素,甘蓝型油菜需硼多,对缺硼非常敏感,是我国油菜生长受限的主要原因之一。2016年该课题组在Plant, Cell & Environment报道了甘蓝型油菜硼高效基因BnaA3.NIP5:1的克隆,但其调控机制尚不清楚。目前国际上只报道了WRKY6参与缺硼反应,其分子机制仍有待挖掘。

在本研究中,该课题组发现WRKY转录因子家族基因受缺硼诱导表达,在此基础上构建了BnaA9.WRKY47的CRISPR/Cas9突变体材料和35S启动的超表达材料,研究发现BnaA9.WRKY47突变体材料对缺硼更加敏感,硼含量降低;而超表达材料对缺硼的适应性增强,硼含量升高。与表型和硼含量相一致的是,低硼条件下,硼高效基因BnaA3.NIP5;1在BnaA9.WRKY47突变体中表达量下降,而在BnaA9.WRKY47超表达材料中表达量升高。通过酵母单杂、EMSA、烟草瞬时表达以及原位杂交等实验分析,证明BnaA9.WRKY47通过结合BnaA3.NIP5;1启动子区域的特异序列直接激活了BnaA3.NIP5;1的表达。由此,首次证实转录因子BnaA9.WRKY47通过上调硼高效基因BnaA3.NIP5;1的表达,来提高油菜抗低硼胁迫能力的调控机制。

该研究由国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项基金资助,华中农业大学博士研究生冯英娜为本文的第一作者,徐芳森教授为通讯作者。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13288

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