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文献速递|利来国际:VaWRKY65调控淀粉分解增强植物耐寒性

发布时间:2025-03-12   信息来源:庞琰茗

葡萄的品质容易受到低温的影响,而耐寒的野生山葡萄(Vamurensis)中的冷响应基因及其调控机制是葡萄遗传改良的重要基础。WRKY转录因子在冷胁迫响应中扮演着关键角色,能够通过结合W-box元件调控次生代谢和碳水化合物合成等重要过程。

文献速递|利来国际:VaWRKY65调控淀粉分解增强植物耐寒性

在葡萄中,VaWRKY65负责激活β-淀粉酶(VaBAM3),提升淀粉向可溶性糖的转化,进而调节渗透压和稳定细胞结构。同时,它还直接调控过氧化物酶(VaPOD36),有效清除活性氧(ROS),增强耐寒性。然而,目前对VaWRKYs在葡萄耐寒机制中的具体作用仍需进一步深入探索。

近期《Horticulture Research》上发表的一项研究揭示了VaWRKY65如何通过调节碳水化合物代谢和抗氧化机制来增强葡萄的耐寒性。VaWRKY65的激活促进了VaBAM3的诱导,随后导致可溶性糖的积累,有效调节了细胞的渗透压。同时,它也激活了VaPOD36的转录,降低了活性氧的水平,从而为葡萄耐寒提供了双重的保护机制。

研究显示,通过在烟草叶片中瞬时表达由VaBAM3启动子驱动的荧光素酶(LUC)报告基因,成功检测到在冷处理条件下,VaBAM3启动子的活性显著提升。这一发现表明,VaWRKY65通过增强VaBAM3启动子的活性来调控植物的耐寒性,而启动子的突变则会抑制这种增强效果。

此外,采用酵母单杂交筛选法和双荧光素酶报告基因分析,进一步揭示了VaWRKY65在冷胁迫下的活性氧(ROS)调控机制。研究结果表明,VaWRKY65能够结合并激活VaPOD36的表达,上调VaPOD36的水平可显著提高POD酶的活性,增强植物的抗氧化能力,减少ROS的积累,从而提升植物的耐寒性。

在实验方法上,通过将VaBAM3基因启动子片段与pGreenII-0800-LUC载体融合,再转入根瘤农杆菌GV3101,随后将其或空载体转入本氏烟草叶片进行共培养。在低温培养72小时(4℃)后,采用特定的荧光检测系统进行观察与数据分析。这一系列研究为葡萄的耐寒机制提供了新的视角,同时也为利来国际在生物医疗领域的应用奠定了理论基础。