采后香蕉果实抗逆相关转录因子MaWRKY1互作因子的筛选、鉴定及功能研究

WRKY是植物所特有的一类转录因子，前期研究结果表明MaWRKY1在采后香蕉果实的诱导抗逆性（抗冷和抗病）反应中具有重要作用。WRKY转录因子的活性受到很多互作因子的调控，然而目前对于WRKY互作因子的研究很少。本项目拟利用酵母双杂交系统筛选出MaWRKY1互作因子，同时采用pull-down，双分子荧光互补（BiFC）及免疫共沉淀（Co-IP）等互作技术鉴定MaWRKY1互作因子。进一步分析MaWRKY1互作因子特性、在诱导抗性反应中的表达特性、及其互作机理，并通过在模式植物（拟南芥和烟草）中超表达MaWRKY1互作因子，明确其在抗逆性反应中的具体功能。本项目的研究结果对于更加深入，全面地认识MaWRKY1转录因子在诱导抗逆性反应中的作用机理，阐明MaWRKY1转录因子的网络调控机制具有重要的理论意义。同时，研究结果对于提高香蕉果实采后抗逆性及抗性育种也具有重要的理论和实践意义。

香蕉果实采后容易遭受低温和病害等逆境胁迫，影响了香蕉果实的商品质量。WRKY是植物所特有的一类转录因子，前期研究结果表明MaWRKY1在采后香蕉果实的诱导抗逆性（抗冷和抗病）反应中具有重要作用。WRKY转录因子的活性受到很多互作因子的调控，然而目前对于WRKY互作因子的研究很少。. 通过酵母双杂交系统，我们筛选获得了8个MaWRKY1的互作因子，包括与组蛋白修饰有关的MaHIS1、转录因子MaNAC5和逆境蛋白MaERD1等，这些互作因子也响应低温和病菌等逆境胁迫，以及水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等激素处理；进一步通过双分子荧光互补（BiFC）验证了MaWRKY1与这些互作因子的蛋白互作；通过酵母单杂和双荧光素酶（Dual-LUC）瞬时表达分析，证实了MaWRKY1和MaNAC5可以直接结合病程相关蛋白基因的启动子，MaWRKY1还和MaNAC5通过蛋白互作形成蛋白复合体，共同激活这些病程相关蛋白基因的表达；基于公布的香蕉基因组数据库，我们另外鉴定了1个明显响应冷胁迫的WRKY转录因子MaWRKY26，酵母单杂、凝胶阻滞分析（EMSA）和Dual-LUC分析表明MaWRKY26可以直接结合并激活3个JA合成相关基因的启动子，酵母双杂、BiFC和免疫共沉淀（CoIP）证实MaWRKY26可跟1个VQ-motif蛋白MaVQ5互作，并且MaVQ5削弱了MaWRKY26转录激活JA合成相关基因启动子的能力。这些研究结果说明互作因子可能通过与MaWRKYs的互作，影响（增强或者削弱）其转录活性，进而共同参与调控香蕉果实对低温和病菌胁迫的诱导抗性。本项目的研究结果丰富和加深了人们对WRKY介导的香蕉果实采后诱导抗性转录调控机制及其网络的认识（尤其WRKY和NAC转录因子的互作，WRKY直接调控JA合成相关基因，均是首次报道，在模式植物拟南芥和番茄上都未见类似报道），为研发维持采后香蕉果实品质的技术措施提供了科学依据。. 在本项目的资助下，我们在Molecular Plant Pathology、Postharvest Biology Technology以及Plant Cell Reports等刊物上发表了4篇论文，培养了2名硕士研究生。