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EAES|河南农业大学康国章研究团队利用Y1H技术揭示TaWRKY74 调节小麦TaGST1 表达和GST 含量参与铜耐受性

作者:南京瑞源生物技术有限公司 浏览: 发表时间:2021-07-16 14:12:05

谷胱甘肽S-转移酶 (GST) 是谷胱甘肽 (GSH) 合成的关键酶,在铜 (Cu)解毒中起着至关重要的作用。尽管如此,其调控机制在很大程度上仍不清楚。

河南农业大学农学院康国章研究团队在Ecotoxicology and Environmental Safety发表了一篇名为“TaWRKY74participates copper tolerance through regulation of TaGST1 expression and GSHcontent in wheat”的文章揭示了TaWRKY74 通过调节小麦中的谷胱甘肽 S-转移酶1基因( TaGST1 )表达和谷胱甘肽( GST )含量参与铜耐受性。


在这项研究中,我们在小麦中鉴定了一个铜诱导的谷胱甘肽S-转移酶1基因。酵母单杂交(Y1H)筛选出TaWRKY74,它是WRKY转录因子家族的一员。通过使用Y1H和荧光素酶分析进一步验证了TaGST1启动子和TaWRKY74之间的结合。


为了证实TaWRKY74和TaGST1之间的调节关系,使用pGADT7- TaWRKY74和pAbAi-TaGST1启动子进行了Y1H分析。LUC分析用于探索TaWRKY74是否影响TaGST1启动子的转录活性。使用两种不同的TaGST1启动子构建LUC载体,其在TaGST1启动子的P5片段中包含786bp的正常(TAGC)或突变(AGCG)W-box 顺式元件。此外,还构建了35S-TaWRKY74-GFP或35S-GFP的效应载体(图3E)。与35S-GFP载体(对照)相比,TaGST1启动子的P5片段中LUC/REN的比例上调了2.04倍,而这一比例在突变的P5片段中变化不明显(图3F)。这表明TaWRKY74与TaGST1启动子相互作用,并在铜胁迫反应中发挥作用。然而,据我们所知,TaWRKY74在金属应力中的作用尚未确定,尤其是在铜应力下。

Y1H和TaWRKY74与TaGST1启动子相互作用的瞬时分析

铜胁迫诱导TaWRKY74表达超过30倍。用瞬时沉默法测试了TaWRKY74的功能。在瞬时沉默的TaWRKY74小麦植株中,TaWRKY74和TaGST1的表达、GST活性和GSH含量在芽中分别被显著抑制25.68%、19.88%、27.66%和12.68%,在根中分别被抑制53.81%、52.11%、23.47%和17.11%。然而,过氧化氢、丙二醛和铜的含量在茎中分别显著增加2.58%、12.45%和37.74%,在根中分别增加25.24%、53.84%和103.99%。值得注意的是,外源施用谷胱甘肽可以逆转铜胁迫下短暂沉默的小麦植株的不利影响。综上所述,我们的结果表明TaWRKY74在铜胁迫下调节TaGST1的表达并影响谷胱甘肽的积累,并可能有助于改善作物食品安全的铜毒性。


小麦是世界上最重要的作物之一,对铜胁迫非常敏感。本研究旨在利用酵母单杂交(Y1H)方法筛选TaGST1基因的上游调控因子,并鉴定其在铜胁迫下的功能。这些结果将有助于理解小麦耐铜性的分子机制,对通过培育小麦品种来鉴定提高耐铜性的优良基因具有重要意义。


文献链接:https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.112469

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