草莓转录因子FaWRKY47通过激活茉莉酸生物合成与抗氧化防御增强采后灰霉病抗性的机制研究

本研究揭示了草莓IIc类WRKY转录因子FaWRKY47在采后防御灰霉病（Botrytis cinerea）中的关键作用。通过瞬时过表达实验证明，FaWRKY47通过激活茉莉酸（JA）生物合成、类黄酮代谢和抗氧化酶系统（CAT/APX/AsA-GSH），协同增强果实抗病性，为开发无农药保鲜策略提供了分子靶点。

　　

Section snippets

Plant material and cultivation of B. cinerea strains

实验采用中国宁波栽培的‘红颜’草莓（Fragaria × ananassa）白熟期果实。该品种因在中国广泛商业化种植且对B. cinerea易感而被选用。果实根据大小均匀且表面无损伤的标准筛选用于瞬时过表达实验。烟草（Nicotiana benthamiana L.）种子和B. cinerea菌株取自宁波大学农产品贮藏加工实验室。

Phylogenetic analysis of IIc WRKY TFs in strawberry (Fragaria × ananassa)

为阐明FaWRKY47及其同源蛋白的进化关系，使用拟南芥（Arabidopsis thaliana）中4个已明确特征的IIc组WRKY转录因子（AtWRKY8、AtWRKY28、AtWRKY50和AtWRKY57）与草莓基因组中鉴定的10个IIc WRKY转录因子进行系统发育分析。基于氨基酸序列构建的系统发育树显示，FaWRKY47与其拟南芥同源蛋白聚类紧密。

Discussion

B. cinerea是一种宿主范围广泛的破坏性真菌病原体，对农业生产（尤其是采后阶段）构成重大挑战。虽然化学处理是常规手段，但食品安全和残留问题凸显了替代方案的必要性。阐明草莓采后抗B. cinerea的机制对于开发有效策略至关重要。

Conclusions

本研究确定FaWRKY47为IIc类WRKY转录因子，可增强草莓果实采后对B. cinerea的抗性。与图7一致，FaWRKY47定位于细胞核，并协调驱动三轴防御程序：促进茉莉酸（JA）生物合成、上调苯丙烷/类黄酮防御途径、维持抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）介导的氧化还原稳态。转录组、酶活性和代谢物谱的多层次证据支持以JA为核心的调控网络，其中FaWRKY47通过直接激活JA合成基因（LOX、AOC和OPR）和类黄酮代谢关键酶（PAL、CHS和DFR）来增强防御。同时，它通过激活抗氧化酶（CAT、APX）和AsA-GSH循环组分（DHAR、MDHAR和GR）维持活性氧（ROS）平衡。这些发现揭示了FaWRKY47作为采后抗病正向调节因子的多功能性，为草莓抗病育种和采后管理提供了理论依据。