百合耐熱研究取得新進(jìn)展

（2021.2.8 園藝研究）

百合被譽(yù)為“球根花卉”之王，是國(guó)內(nèi)和國(guó)際花卉市場(chǎng)上的重要花卉，具有極高的觀賞、經(jīng)濟(jì)和文化價(jià)值。百合喜冷涼氣候，生長(zhǎng)適宜溫度為22-28℃，30℃以上的溫度會(huì)對(duì)百合生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不良影響，如出現(xiàn)消蕾、盲花等現(xiàn)象。在我國(guó)大部分地區(qū)，5-9月的氣溫通常高于30℃，7-8月份氣溫往往在35℃以上，嚴(yán)重影響百合生長(zhǎng)發(fā)育，限制了百合周年生產(chǎn)。因此，解析百合的高溫逆境響應(yīng)機(jī)制，鑒定調(diào)控耐熱性的關(guān)鍵基因，對(duì)于采用基因工程技術(shù)提高百合耐熱性、實(shí)現(xiàn)百合周年生產(chǎn)具有重要的理論和實(shí)踐意義。

目前，有關(guān)植物熱脅迫響應(yīng)的研究主要集中在熱激轉(zhuǎn)錄因子方面，對(duì)其它家族的轉(zhuǎn)錄因子在熱脅迫響應(yīng)中的作用機(jī)制的研究較少。WRKY家族的轉(zhuǎn)錄因子參與多種植物的生物和非生物脅迫逆境響應(yīng)，但很少有研究關(guān)注它們對(duì)于植物耐熱性的影響。

近日，Horticulture Research在線發(fā)表了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)滕年軍教授團(tuán)隊(duì)題為L(zhǎng)lWRKY39 is involved in thermotolerance by activating LlMBF1c and interacting with LlCaM3 in lily （Lilium longiflorum）的研究論文。

研究者克隆得到了一個(gè)百合WRKY-IId類的轉(zhuǎn)錄因子基因LlWRKY39，其受高溫誘導(dǎo)表達(dá)，蛋白定位于細(xì)胞核中;蛋白結(jié)構(gòu)中具有一個(gè)潛在的鈣調(diào)蛋白結(jié)合域（CBD），進(jìn)一步研究表明LlWRKY39可以利用CBD結(jié)構(gòu)域與百合鈣調(diào)蛋白LlCaM3互作，且該互作依賴于Ca2+的存在。

在百合和擬南芥中過表達(dá)LlWRKY39，可以顯著地提高轉(zhuǎn)基因植株的耐熱性，同時(shí)誘導(dǎo)多種耐熱途徑基因的表達(dá)，其中包括轉(zhuǎn)錄橋接因子基因LlMBF1c。進(jìn)一步分析表明LlWRKY39可作為L(zhǎng)lMBF1c的直接上游因子發(fā)揮作用，它可以直接結(jié)合到LlMBF1c啟動(dòng)子的W-box元件上激活其表達(dá);在LlCaM3存在的條件下，LlCaM3與LlWRKY39互作，顯著地抑制LlWRKY39對(duì)于LlMBF1c的激活作用，暗示了存在有反饋抑制調(diào)節(jié)作用控制LlWRKY39功能的發(fā)揮，防止過度激活的發(fā)生。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院百合課題組科研助理丁利平和青年教師吳澤博士為共同第一作者，滕年軍教授為通訊作者。本研究受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019YFD1000400）、國(guó)家自然科學(xué)基金（31902055）、江蘇省自然科學(xué)基金（BK20190532）和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（KJQN202032）的支持。