科技日报记者 谢开飞 通讯员 罗琳
4月24日，记者从福建农林大学获悉，该校朱方捷教授团队开发了全甲基化系统进化技术，高通量破译了54个WRKY家族植物逆境响应转录因子的“定向密码”，并探索了相关因子在巨菌草盐、旱逆境响应中的功能，有望进一步拓宽巨菌草在盐碱、荒漠等边际土地治理中的应用。相关成果近日发表于国际期刊《核酸研究》与《草学研究》。
据了解，WRKY家族转录因子是植物逆境响应调控网络的“分子枢纽”，广泛参与植物抗病、耐盐、抗旱等生理过程，也是菌草种质创新中提升品种抗逆性的关键育种靶标。转录因子的特征在于有各自的“定向密码”，可识别特定顺式元件DNA序列，从而调控特定靶基因的“开关”。然而，WRKY家族转录因子的“定向密码”尚缺乏系统解析。
“为填补这一空白，我们高通量构建了461个文库，系统解析了54个逆境响应WRKY因子的顺式元件组，将其‘定向密码’归纳为201个模型，这些模型可广泛用于定位逆境响应相关的功能基因组位点。”朱方捷说。
朱方捷介绍，通过分析，研究团队发现了大量未被现有研究报道的逆境转录因子“定向密码”，如首次揭示了WRKY可识别TTTCAAC顺式元件等。因现有技术仅能解析非甲基化条件下植物转录因子的“定向密码”，进一步开发了全甲基化系统进化技术，用于破译DNA甲基化背景下逆境转录因子定向的“新密码”等。
“本研究还鉴定到巨菌草响应盐、旱逆境胁迫的关键转录因子，并揭示了逆境转录因子的‘分层响应’，即部分成员在中度盐胁迫下率先响应，另一部分成员仅在高盐胁迫下才被显著诱导。”福建农林大学国际菌草学院副院长、国家菌草工程技术研究中心副主任林冬梅介绍，经过中心长期选育，巨菌草是目前产量最高、推广面积最大的菌草草种。本研究为进一步提升巨菌草抗逆性提供了重要线索，并为应对气候变化、发展气候韧性农业提供科技支撑。
（受访单位供图）
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