油菜WRKY57-BOR2基因模块通过调节细胞内的硼平衡，帮助植物适应低硼环境

《Plant, Cell & Environment》：Rapeseed WRKY57-BOR2 Module Mediates Cellular Boron Homeostasis to Confer Low-Boron Adaptation

硼在植物生长中起关键作用，但低硼胁迫下细胞硼稳态的调控机制尚不明确。本研究发现油seed中BnaC2.WRKY57转录因子通过动态表达调控，在成熟叶中上调促进硼转运蛋白BnaC4.BOR2表达，将硼固定于细胞壁，而在快速生长叶中下调该转运蛋白，释放硼供生长。突变体增强低硼耐受性，过表达株系则出现叶片畸形和根系伸长受阻。该WRKY因子通过直接抑制硼转运蛋白基因实现硼再分配调控，为作物硼高效利用提供了新靶点。

　　

摘要

硼（B）是植物生长和发育所必需的微量营养元素。然而，细胞内硼稳态的调控机制，尤其是在硼含量较低的情况下，仍不甚明了。在这项研究中，我们发现了一种名为BnaC2.WRKY57的WRKY转录因子，它是油菜（Brassica napus）中细胞内硼稳态的关键调节因子。在硼缺乏的胁迫下，BnaC2.WRKY57在成熟叶片中的表达水平显著上升，而在快速生长的叶片中表达水平下降，从而起到“分子开关”的作用，精细调节硼在细胞壁中的分配。BnaC2.WRKY57的功能缺失突变体表现出更强的耐硼能力，而其过表达系则表现出过度敏感，表现为叶片卷曲和根系生长受阻。从机制上来看，BnaC2.WRKY57直接抑制了硼转运蛋白BnaC4.BOR2的转录水平，从而减少了硼在细胞壁中的积累，并促进了硼的再利用。这种转录调控机制使得植物在硼供应有限的情况下仍能高效利用硼。我们的研究结果表明，BnaC2.WRKY57与BnaC4.BOR2组成的模块是植物应对硼缺乏胁迫的关键适应性机制，为提高作物对硼的利用效率提供了新的遗传靶点。