葡萄VvWRKY13介导乙烯生物合成调控果实发育

果实发育是决定葡萄产量和质量的关键时期,WRKY家族转录因子在调节植物生长发育和环境适应过程中发挥重要作用。乙烯是调控果实发育的重要植物激素,ACC合成酶是调节乙烯合成的关键酶。为研究葡萄WRKY家族转录因子VvWRKY13在果实发育过程中的作用及其与乙烯之间的作用关系,以葡萄品种左优红、VvWRKY13过表达葡萄愈伤组织以及转VvWRKY13番茄株系为材料,利用植物生理生化方法及分子生物学技术进行研究。结果表明,在葡萄果实发育早期VvWRKY13、ACC合成酶基因VvACS2和VvACS7表达量均显著上调;VvWRKY13过表达葡萄愈伤组织中VvACS7表达量显著高于对照,VvACS2与对照差异不显著;酵母单杂交试验证明,VvWRKY13可与VvACS7启动子直接结合,与VvACS2无直接作用。同时,异源过表达VvWRKY13番茄中乙烯含量与合成酶基因ACS家族一些成员,如SlACS1b、SlACS4和SlACS6,表达量显著高于野生型,番茄开花—果实转色的时间比野生型缩短3~6 d。以上结果表明,VvWRKY13能够通过促进ACC合成酶基因表达调控乙烯合成,进而促进果实发育。

葡萄VvWRKY13转录因子的生物信息学分析

利用生物信息学方法对葡萄VvWRKY13基因编码蛋白的理化性质、保守结构域、亲水性/疏水性、信号肽、跨膜结构域、磷酸化修饰、二级结构、亚细胞定位和系统进化等进行了预测和分析。结果表明:该蛋白分子量为25 718.1Da,等电点为9.08,不稳定系数为60.78;C端含有WRKY保守域,属于WRKY转录因子家族成员;不具有信号肽和跨膜域,是亲水性蛋白;蛋白质二级结构最主要的结构元件是α?螺旋和无规则卷曲,并散布于整个蛋白;亚细胞定位预测显示该蛋白主要位于细胞核。该研究结果将为进一步研究其生物学功能提供参考。

葡萄VvWRKY13基因促进转基因番茄果实的早熟

以葡萄品种‘左优红’和番茄品种‘Micro-Tom’为试材,采用转基因异源过表达和成熟相关生理性状监测的方法,研究了葡萄VvWRKY13过表达番茄株系的发育期,果实大小、种子数目和成熟相关基因的表达,以研究VvWRKY13在果实成熟中发挥的功能。结果表明:VvWRKY13具有促进番茄发育期缩短,果实变小,种子变少,增加部分成熟相关基因表达的功能。