GhWRKY70–GhXDH1模块通过维持活性氧（ROS）的稳态来增强棉花的耐旱性

《Plant Physiology and Biochemistry》：GhWRKY70–GhXDH1 module enhances drought tolerance in cotton by maintaining ROS homeostasis

　　

余阳晓|刘梦涵|陈露露|冯宇|王倩|沈祖伟|陈家林|于东亮|刘兆|孙玉强|魏曦|葛晓阳|赵艳艳

摘要

WRKY转录因子是植物应激反应的关键调节因子。然而，关于棉花WRKY基因在干旱胁迫下的功能研究主要依赖于组学预测或异源表达分析，很少有研究使用稳定的棉花转化体进行直接验证。在本研究中，我们发现了一个响应干旱的基因GhWRKY70，该基因可在模拟干旱（PEG 6000）条件下被诱导表达。在棉花中过表达GhWRKY70可增强其耐旱性，而其突变体ghwrky70的耐旱性则降低。RNA测序结合生理分析表明，GhWRKY70过表达系（OE）与野生型（WT）之间存在大量差异表达基因（DEGs），这些基因参与了与氧化应激相关的代谢途径。在干旱胁迫下，GhWRKY70过表达系的抗氧化酶活性及总抗氧化能力（T-AOC）显著高于野生型。进一步研究发现，GhXDH1（一种黄嘌呤脱氢酶类似基因）是GhWRKY70的直接下游靶标。通过VIGS技术沉默GhXDH1会降低棉花的耐旱性，这表明GhXDH1在耐旱过程中起着积极作用。综上所述，这些发现揭示了一个由GhWRKY70和GhXDH1组成的调控模块，该模块能够增强棉花的耐旱性，并为培育耐旱品种提供了机制基础。