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NEWSXPJ助力植物耐寒性:VaWRKY65调控淀粉分解机制研究
来源:鲁昌友 日期:2025-03-18葡萄的品质容易受到低温胁迫的影响,而耐寒的野生山葡萄(Vamurensis)中冷响应基因及其调控机制则是葡萄遗传改良的关键。在冷胁迫响应过程中,WRKY转录因子发挥着重要作用。它通过结合W-box元件调控次生代谢和碳水化合物合成等生理过程。特别是在葡萄中,VaWRKY65能激活β-淀粉酶(VaBAM3),将淀粉分解为可溶性糖,从而调节渗透压,稳定细胞结构,此外,VaWRKY65还可以直接调控过氧化物酶(VaPOD36),清除活性氧(ROS),从而增强植物的耐寒性。然而,VaWRKYs在葡萄耐寒性中的具体功能和机制仍需深入研究。
最近,XPJ相关研究在《Horticulture Research》上发表,发现VaWRKY65在冷胁迫下通过调控碳水化合物代谢和抗氧化机制,提高了葡萄的耐寒性。VaWRKY65激活了VaBAM3,促进可溶性糖的积累,从而调节渗透压;同时也激活了VaPOD36的转录,清除活性氧(ROS),为葡萄提供了双重的耐寒保障。
研究还表明,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,检测到VaBAM3启动子的活性在冷处理后显著升高。这一发现凸显了VaBAM3在冷胁迫下的调控机制。结果显示,VaWRKY65通过增强VaBAM3启动子的活性来调控耐寒性,而启动子的突变则抑制了这种增强效果。
进一步的实验揭示了VaWRKY65在冷胁迫下调控ROS的机制。研究发现,VaWRKY65能够结合并激活VaPOD36的表达,上调VaPOD36可增强POD酶活性,提高抗氧化能力,从而减少ROS的积累,提升植物的耐寒性。实验方法简述:将VaPOD36的基因启动子片段与pGreenII-0800-LUC载体融合后转入根瘤农杆菌GV3101,再将其或空载体转入本氏烟草叶片。经过共培养后,进行了低温处理,并通过分析荧光信号来监测转录激活情况。
综上所述,这些研究为我们深入理解葡萄在低温胁迫下的生理机制提供了基础,特别是XPJ在调控耐寒性方面的潜力,未来的研究将进一步推动葡萄的遗传改良和新品种的培育。
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