【摘 要】
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植物的生长、发育及逆境适应性广受WRKY转录因子家族成员调控,然而,关于马铃薯（Solanum tuberosum）WRKY转录因子家族的研究却很少。我们课题组前期研究结果表明,马铃薯WRKY6基因（StWRKY6）可缓解镉对拟南芥根长、生长以及发芽毒害。为深入挖掘镉胁迫条件下StWRKY6缓解镉对拟南芥毒害作用的机制,本研究以哥伦比亚野生型Clo-0（WT）与StWRKY6过表达型（StWRKY
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植物的生长、发育及逆境适应性广受WRKY转录因子家族成员调控,然而,关于马铃薯（Solanum tuberosum）WRKY转录因子家族的研究却很少。我们课题组前期研究结果表明,马铃薯WRKY6基因（StWRKY6）可缓解镉对拟南芥根长、生长以及发芽毒害。为深入挖掘镉胁迫条件下StWRKY6缓解镉对拟南芥毒害作用的机制,本研究以哥伦比亚野生型Clo-0（WT）与StWRKY6过表达型（StWRKY6-OE）拟南芥为材料,观察并记录镉胁迫（100μMCd Cl2）前后WT与StWRKY6-OE的表型差异,测定了与Cd毒性相关的活性氧清除酶活性、丙二醛（MDA）、植株镉含量,探究StWRKY6对这些指标的影响。并对StWRKY6进行生物信息学（蛋白序列、互作蛋白及顺式作用元件）及亚细胞定位分析,明确其结构特征,再结合转录组测序分析,挖掘StWRKY6增强镉耐受性的潜在调控途径,以期为镉低积累马铃薯的遗传育种奠定分子基础。本文主要研究结果如下:（1）qRT-PCR分析表明,Cd胁迫12 h时,马铃薯根和茎中,StWRKY6均达到最高表达水平,分别为0 h的1.78、2.05倍。而在叶片组织中,Cd胁迫条件下,StWRKY6在6 h的表达量最高,是0 h的8.17倍。。结果表明,StWRKY6在马铃薯根、茎、叶中均有表达,但主要在叶片组织中表达。（2）表型差异分析结果发现,100μMCd胁迫处理条件下,StWRKY6提高了StWRKY6-OE的SPAD值,显著降低了Cd毒性引起的叶片失绿;StWRKY6-OE的活性氧清除酶（SOD、POD和CAT）活性均显著高于WT,StWRKY6-OE的MDA和Cd含量显著降低。（3）StWRKY6测序结果与NCBI数据库中CDS序列相似度高达99.43%。亚细胞定位结果显示,仅在细胞核中检测到StWRKY6的GFP信号,表明StWRKY6是在细胞核中发挥转录因子的作用。（4）生物信息学分析结果表明,StWRKY6仅含一个保守的七肽“WRKYGQK”,锌指结构类型为C-X7-C-X23-H-X1-C（C2HC）,属于WRKY第III亚组成员;StWRKY6启动子中还包含W box（TTGAC[C/T]）、光响应元件（G-B/box,chs-CMA1a及Box 4）、水杨酸响应元件（TCA-element）、转录起始调控元件（TATA-box,CAAT-box）等,可广泛参与植物生长发育与抗逆性。（5）转录组分析显示,StWRKY6表达介导了APR2、DFRA、ABCG1、VSP2、ERF013、SAUR64/67、BBX20等基因显著上调。APR2、DFRA负责螯合镉,VSP2,PDF1.4参与植物防御,ABCG1与有毒物质外流相关,BBX20、SAUR64/67则分别参与光形态发生及生长素信号过程,它们共同调节StWRKY6-OE的镉耐受性。综上所述,镉胁迫下,与WT相比,StWRKY6显著增强了拟南芥的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性,并极显著（p＜0.01）降低丙二醛及植株镉含量。此外,转录组分析揭示了StWRKY6增强镉耐受性的潜在调控途径。
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