转录因子OsWRKY30调控水稻对南方水稻黑条矮缩病毒病的抗性

《Rice》：The Transcription Factor OsWRKY30 Regulates Rice Resistance to Southern Rice Black Streaked Dwarf Virus Disease

　　

摘要

WRKY转录因子是重要的植物调节因子，参与多种生物和非生物胁迫响应。然而，它们在抵抗南方水稻黑条矮病毒（SRBSDV）中的作用尚不清楚。先前的研究表明，组蛋白去乙酰化酶基因OsHDA706（LOC_Os06g37420）通过促进茉莉酸（JA）的生物合成来增强对SRBSDV的抵抗力。在本研究中，我们首先通过人工接种确认了GR216水稻品系具有很强的SRBSDV抗性。在GR216中敲除OsHDA706后，出现了典型的SRBSDV症状，包括植株矮化、叶片呈深绿色且出现皱缩以及纤维根倒置，这证实了其在抗病毒防御中的作用。利用RiceTFtarget数据库和酵母单杂交实验，我们鉴定出OsWRKY30（LOC_Os08g38990）可能是OsHDA706的上游调控因子。基于CARFI-Rice数据库的共表达分析显示，在生物胁迫和激素处理条件下，OsWRKY30的表达模式与多个与抗病性相关的WRKY基因相似。在GR216中通过CRISPR-Cas9敲除OsWRKY30后，接种SRBSDV后表现出强烈的症状，这支持了其在抗病毒免疫中的作用。RNA序列（RNA-seq）分析进一步表明，在SRBSDV感染后，突变体中的OsWRKY30表达显著下调，同时野生型和突变体植物中的防御反应、胁迫反应和水杨酸信号通路均显著增强。激素定量分析显示，野生型的JA水平明显高于oswrky30突变体。综上所述，这些结果表明OsWRKY30通过调节JA的生物合成来正向调控水稻对SRBSDV的抗性。本研究为水稻抗病毒防御的分子机制提供了新的见解，并为培育抗SRBSDV的品种提供了宝贵的遗传资源。

WRKY转录因子是重要的植物调节因子，参与多种生物和非生物胁迫响应。然而，它们在抵抗南方水稻黑条矮病毒（SRBSDV）中的作用仍不清楚。先前的研究表明，组蛋白去乙酰化酶基因OsHDA706（LOC_Os06g37420）通过促进茉莉酸（JA）的生物合成来增强对SRBSDV的抵抗力。在本研究中，我们首先通过人工接种确认了GR216水稻品系具有很强的SRBSDV抗性。在GR216中敲除OsHDA706后，出现了典型的SRBSDV症状，包括植株矮化、叶片呈深绿色且出现皱缩以及纤维根倒置，这证实了其在抗病毒防御中的作用。利用RiceTFtarget数据库和酵母单杂交实验，我们鉴定出OsWRKY30（LOC_Os08g38990）可能是OsHDA706的上游调控因子。基于CARFI-Rice数据库的共表达分析显示，在生物胁迫和激素处理条件下，OsWRKY30的表达模式与多个与抗病性相关的WRKY基因相似。在GR216中通过CRISPR-Cas9敲除OsWRKY30后，接种SRBSDV后表现出强烈的症状，这支持了其在抗病毒免疫中的作用。RNA序列（RNA-seq）分析进一步表明，在SRBSDV感染后，突变体中的OsWRKY30表达显著下调，同时野生型和突变体植物中的防御反应、胁迫反应和水杨酸信号通路均显著增强。激素定量分析显示，野生型的JA水平明显高于oswrky30突变体。综上所述，这些结果表明OsWRKY30通过调节JA的生物合成来正向调控水稻对SRBSDV的抗性。本研究为水稻抗病毒防御的分子机制提供了新的见解，并为培育抗SRBSDV的品种提供了宝贵的遗传资源。