转录因子WRKY1和WRKY2在激发子诱导的过敏反应和气孔关闭中的功能研究

【摘要】：本氏烟WRKY1与WRKY2属于WRKY蛋白质家族第一大类型：拥有2个典型的WRKY结构域(即WRKYGQK保守序列)和Cys2His2(C2H2)锌指型结构。本研究对本氏烟MAPK下游转录因子WRKY1与WRKY2在3种不同来源的激发子(harpin、boehmerin和Nep1)激发的信号途径中的作用机制进行了研究。从本氏烟(Nicotiana benthamiana)中克隆了WRKY转录因子WRKY1与WRKY2编码基因。已有研究证明WRKY1与SIPK相互作用,本文采用酵母双杂交与双分子荧光技术证明WIPK与WRKY2互作,进一步比较了WRKY1与WRKY2在来自Xanthanmonas oryzae的harpin、来自Phytophthora boehmeriae的boehmerin与来自Magnaporthe oryzae的Nep1三种激发子诱发的过敏性细胞死亡、气孔关闭和防卫反应中的功能。以上述3种激发子分别处理WRKY1、WRKY2基因沉默的烟草植株,结果发现WRKY1和WRKY2沉默抑制Nep1诱导的过敏反应；WRKY1、WRKY2沉默削弱了3种激发子诱发的H2O2积累。WRKY1、WRKY2沉默抑制3种激发子诱导的气孔关闭,且削弱了保卫细胞中活性氧(reactive oxygen species, ROS)和一氧化氮(nitric oxide, NO)的积累。上述结果表明转录因子WRKY1和WRKY2在不同激发子诱导的过敏反应中的作用有差别,但是均参与激发子诱发的气孔关闭及ROS和NO的积累。进一步采用定量PCR检测ROS与NO产生相关基因的转录,发现WRKY1与WRKY2通过调控NbrbohA.NbrbohB的转录来介导的ROS的产生,通过调控NbNOA1、NbNR、NbNR2 (?)勺转录介导的NO产生。接种烟草疫霉进行抗病性分析,发现WRKY1与WRKY2分别沉默后,削弱了3种激发子诱发的对烟草疫霉的抗病性。进一步定量PCR分析了SA、JA和ET三种信号分子介导的抗病途径中效应基因转录水平变化,结果发现WRKY1与WRKY2分别沉默后,抑制了3种激发子激发的水杨酸(salicylic acid, SA)和乙烯(ethylene, ET)信号分子介导的抗病途径,参与Nep1激发的茉莉酸(jasmonic acid, JA)信号分子介导的抗病途径,但是不参与boehmerin激发的茉莉酸(jasmonic acid, JA)信号分子介导的抗病途径。上述表明WRKY1与WRKY2在3种激发子诱发的过敏性细胞死亡、气孔关闭、NO与ROS的积累及抗病性中的功能有相似之处,也有不同。