《Plant Biotechnology Journal》：Lily Transcription Factors LlPLATZ1 and LlMYB4 Orchestrate the Homeostasis of Heat Stress Responses via Antagonistic Regulation of LlHSF24
编辑推荐：
本文揭示了百合中PLATZ转录因子LlPLATZ1与MYB转录因子LlMYB4通过拮抗调控B类热激转录因子LlHSF24，共同维持植物热胁迫反应（HSR）稳态的新机制。研究发现LlPLATZ1作为热诱导转录抑制因子，通过直接结合LlHSF24启动子抑制其表达，正调控耐热性；而后期诱导的LlMYB4则通过相互作用拮抗LlPLATZ1功能，激活LlHSF24表达，防止热胁迫反应过度激活。该LlPLATZ1/LlMYB4-LlHSF24模块的发现为作物抗逆育种提供了新靶点。
2.1 LlPLATZ1是热诱导的PLATZ转录因子
通过百合叶片转录组数据分析发现，PLATZ家族成员LlPLATZ1在热胁迫条件下被显著诱导表达。系统进化分析显示LlPLATZ1与拟南芥AtPLATZ1亲缘关系最近，且包含PLATZ家族特有的锌指结构域M1和M2。表达分析表明，LlPLATZ1在中等热胁迫（37°C）处理0.5小时即被诱导，1小时达到峰值；在短暂强热胁迫（45°C）下也被诱导，但在恢复期恢复正常水平。启动子活性实验证明，热胁迫正调控LlPLATZ1启动子活性。
2.2 LlPLATZ1作为转录抑制因子发挥作用
亚细胞定位显示LlPLATZ1-GFP融合蛋白在正常和热胁迫条件下均定位于细胞核。Western blot分析证实LlPLATZ1在瞬时和延长热胁迫下均有积累。酵母转录活性实验表明，LlPLATZ1本身无转录激活活性，且能抑制VP16的转录激活能力。烟草叶片双荧光素酶报告系统进一步验证了LlPLATZ1在植物细胞中的转录抑制功能。
2.3 LlPLATZ1直接结合LlHSF24启动子并抑制其表达
转录组分析发现，过表达LlPLATZ1导致891个基因上调和765个基因下调，其中B类热激转录因子基因LlHSF24表达下降。酵母单杂交（Y1H）实验证明LlPLATZ1结合LlHSF24启动子的A/T富集区段。电泳迁移率变动分析（EMSA）和染色质免疫沉淀-定量PCR（ChIP-qPCR）证实LlPLATZ1在体外和体内均能结合LlHSF24启动子。双荧光素酶报告实验显示LlPLATZ1抑制由LlHSF24启动子驱动的荧光素酶活性。
2.4 LlPLATZ1增强百合耐热性
稳定过表达LlPLATZ1的百合转基因植株表现出增强的耐热性，热胁迫后相对离子渗漏率较低，叶绿素含量较高，活性氧（ROS）积累较少。相反，利用病毒诱导基因沉默（VIGS）技术沉默LlPLATZ1的植株耐热性降低，热胁迫后叶片萎蔫和褪绿更严重，离子渗漏率和ROS积累更高。
2.5 LlHSF24负调控百合耐热性
表达分析显示LlHSF24在短暂热胁迫下不被激活，但在长期热胁迫下被诱导。亚细胞定位显示LlHSF24定位于细胞核，具有转录抑制活性。VIGS沉默LlHSF24增强百合耐热性，热胁迫后表型改善，离子渗漏率和ROS积累降低，热保护基因LlHSP22.0和LlHSP70表达升高。EMSA和ChIP-qPCR证明LlHSF24直接结合热胁迫应答元件（HSE）抑制热保护基因表达。
2.6 LlMYB4与LlPLATZ1相互作用
酵母双杂交（Y2H）筛选发现LlMYB4是LlPLATZ1的互作蛋白。体外Pull-down、荧光互补（LCI和BiFC）和免疫共沉淀（Co-IP）实验证实两者存在直接物理互作，且热胁迫增强其互作强度。亚细胞定位显示LlMYB4定位于细胞核。
2.7 LlMYB4直接激活LlHSF24并拮抗LlPLATZ1功能
LlMYB4在短暂热胁迫下不被诱导，但在长期热胁迫下被激活。Y1H、EMSA和ChIP-qPCR证明LlMYB4通过结合MYB结合元件直接激活LlHSF24表达。双荧光素酶报告实验显示LlMYB4激活LlHSF24启动子活性，并能拮抗LlPLATZ1的抑制作用。EMSA和体内ChIP-qPCR表明LlPLATZ1和LlMYB4相互抑制对方的DNA结合能力。功能实验证明沉默LlMYB4增强耐热性，而其负调控作用部分通过LlHSF4介导。
3 讨论
本研究首次揭示了PLATZ转录因子在热胁迫应答中的重要作用。LlPLATZ1作为热诱导的转录抑制因子，通过直接抑制负调控因子LlHSF24的表达，正调控百合耐热性。而后期诱导的LlMYB4通过与LlPLATZ1互作，拮抗其功能并激活LlHSF24表达，防止热胁迫反应过度激活，维持反应稳态。这种拮抗调控机制为植物平衡抗逆性与生长发育提供了新见解。
4 材料与方法
实验采用百合栽培种'White Heaven'和本氏烟为材料。通过转基因、VIGS、酵母双杂交、EMSA、ChIP-qPCR、双荧光素酶报告系统等多种技术手段，验证了LlPLATZ1/LlMYB4-LlHSF24模块在热胁迫应答中的调控功能。
