桂花IV类WRKY转录因子OfWRKY157的系统鉴定及其在盐胁迫敏感性中的调控机制研究

本研究针对桂花(Osmanthus fragrans)盐胁迫响应机制不明的问题，系统鉴定了8个IV类WRKY转录因子，发现OfWRKY157在盐胁迫下显著诱导表达。通过瞬时转化实验证实其通过抑制OfSOD1表达降低SOD活性，增加ROS积累和膜损伤，首次揭示了IV类WRKY在木犀科植物中的负调控作用，为桂花耐盐育种提供理论依据。

　　

随着全球变暖和不合理灌溉导致土壤盐渍化加剧，盐胁迫已成为制约植物生长的主要非生物胁迫之一。作为我国传统名花，桂花(Osmanthus fragrans)兼具观赏、食用和药用价值，但其对盐胁迫高度敏感，严重限制了在盐碱地区的推广应用。虽然WRKY转录因子家族在植物胁迫响应中发挥重要作用，但关于木犀科植物IV类WRKY（特征性缺失锌指结构）的功能研究仍属空白。南京林业大学风景园林学院的研究团队在《Plant Stress》发表的研究，首次系统鉴定了桂花IV类WRKY家族，并揭示了OfWRKY157通过调控活性氧代谢通路介导盐敏感性的分子机制。

研究人员采用生物信息学方法从桂花基因组中鉴定出8个IV类OfWRKYs，通过转录组分析和qRT-PCR筛选出盐胁迫响应关键基因OfWRKY157。利用农杆菌介导的烟草瞬时转化和桂花愈伤组织转化体系，结合生理指标测定和双荧光素酶报告系统，解析了该基因的功能机制。

研究结果显示：8个IV类OfWRKYs不均匀分布在6条染色体上，启动子含有丰富的ABRE、MBS等胁迫响应元件。OfWRKY157在盐胁迫下表达量显著升高，亚细胞定位显示其定位于细胞核但无自激活活性。瞬时过表达实验表明，OfWRKY157通过增加O₂^-和H₂O₂积累、提高MDA含量和相对电解质渗漏(REL)，同时降低SOD活性来增强盐敏感性。分子机制研究发现，OfWRKY157能特异性结合OfSOD1启动子的W-box(TTGACC)顺式元件并抑制其转录。

这项研究首次在木犀科植物中鉴定了IV类WRKY家族，明确了OfWRKY157作为负调控因子的功能。该发现不仅为桂花耐盐育种提供了分子标记靶点（如OfWRKY157启动子多态性筛选），其早期诱导表达特性还可作为盐胁迫预警的生物传感器。研究建立的桂花愈伤组织瞬时转化体系，为其他木本植物的基因功能研究提供了技术参考。从进化角度看，IV类WRKY可能通过丢失锌指结构获得新的调控功能，这为理解WRKY家族的功能分化提供了新视角。未来通过构建稳定转基因植株和基因编辑技术，将更全面揭示OfWRKY157在桂花盐胁迫适应中的调控网络。