WRKY转录因子在植物非生物胁迫抗逆育种中的应用

WRKY转录因子在植物非生物胁迫抗逆育种中的应用
植物生长发育受到各种非生物胁迫的影响，如干旱、盐碱、低温、高温等，这些非生
物胁迫会严重影响植物的生长和产量，因此植物对非生物胁迫的抗逆性已成为植物育种中
的一个重要研究方向。

WRKY转录因子作为植物中的一类重要转录因子，在植物抗逆育种中发挥着重要的作用。

本文将重点介绍WRKY转录因子在植物非生物胁迫抗逆育种中的应用，以期对植物抗逆育种研究提供一定的参考价值。

一、WRKY转录因子的基本特征及分类
WRKY转录因子是植物中一类重要的转录因子家族，该家族的成员在植物的生长发育、生物和非生物胁迫抗逆等多个生物学过程中发挥着重要的作用。

WRKY转录因子的命名源于其所包含的保守性结构域，即WRKY结构域。

该结构域主要由WRKYGQK序列和C2H2
（C-X4-5-C-X22-23-H-X1-H）锌指结构组成，其中WRKYGQK序列为该结构域的核心特征。

根据其WRKY结构域中的氨基酸残基数量和序列差异，WRKY转录因子可分为I、IIa、IIb、IIc和Ⅲ五个亚家族。

不同的WRKY转录因子亚家族在植物的生长发育和抗逆过程中发挥着不同的作用。

1. WRKY转录因子参与非生物胁迫信号通路
非生物胁迫会引发植物体内一系列的信号转导和基因调控过程，以适应外界环境的变化。

WRKY转录因子作为重要的调控因子，参与了植物对非生物胁迫的应答过程。

以盐胁迫为例，研究表明，许多WRKY转录因子家族成员在植物的盐胁迫应答中发挥着重要的作用，通过参与激素信号通路、离子平衡、ROS清除等多个途径，调控植物对盐胁迫的应答。

而
在干旱、低温和高温等非生物胁迫下，WRKY转录因子与ABRE结合因子、DRE结合因子、热激素反应因子等共同作用，在植物体内构建抗逆信号网络，从而调控众多抗逆相关基因的
表达，提高植物对干旱、低温和高温等非生物胁迫的抗逆能力。

2. WRKY转录因子调控抗逆相关基因的表达
植物在遭受非生物胁迫时，会产生众多的抗逆相关代谢产物，如脯氨酸、抗氧化酶等，这些代谢产物对植物的抗逆能力起着重要的作用。

WRKY转录因子可通过调控这些抗逆相关代谢产物的合成关键酶基因的表达，参与抗逆相关代谢产物的积累。

研究表明，植物中的WRKY46、WRKY54等转录因子家族成员可以直接调控苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶等抗氧化相关基因的表达，进而调控抗氧化相关代谢产物的积累，提高植物对非生物胁迫的抗逆
性。

基因工程技术为植物抗逆育种提供了新的手段。

利用基因克隆、过表达和RNAi技术等手段对WRKY转录因子进行基因工程改良，可有效提高植物对非生物胁迫的抗逆能力。

研究发现，通过过表达拟南芥中的WRKY57基因，可以显著提高拟南芥对盐胁迫的抗逆能力，进
一步提高了植物的干重和鲜重。

还可以利用基因工程技术对WRKY转录因子与抗逆相关基因的互作关系进行调控，以期进一步提高植物对非生物胁迫的抗逆能力。