大量研究工作證實(shí)，植物WRKY基因家族的主要生物學(xué)功能是調(diào)控植物抗病反應(yīng)及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的建立。WRKY轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子在植物的抗病性方面，如抗病毒、抗細(xì)菌、抗機(jī)械傷害等方面參與了植物對(duì)逆境的應(yīng)答反應(yīng)，對(duì)高鹽、干旱、高溫、低溫等非生物逆境因子的抗性也具有重要作用，這些對(duì)于一生保持原地不動(dòng)的植物來(lái)說(shuō)具有重要意義，這也可能就是WRKY基因只存在于植物界的原因。WRKY基因調(diào)控抗性的過(guò)程伴隨著一系列基因表達(dá)的激活或抑制，比如病害發(fā)生相關(guān)PR基因家族成員基因的表達(dá)被激活等。
煙草NtWRKY4基因的結(jié)構(gòu)和功能還不太清楚，目前只知道其含有一個(gè)864bp的核苷酸序列，該序列編碼一個(gè)226氨基酸的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，含一個(gè)WRKYGQK結(jié)構(gòu)域（AF193771）。版納植物園植物分子生物學(xué)組的任新軍副研究員等試圖通過(guò)對(duì)具有普遍抗性的WRKY基因家族成員的研究，以期為解開(kāi)植物抗逆性分子遺傳學(xué)機(jī)理提供依據(jù)，為提高作物的抗逆性、為高抗新品種的選育、為抗性基因的有效利用，提供基因資源以及技術(shù)方法。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《BIOLOGIA PLANTARUM》 54 (4): 684-690, 2010。
他們的研究首先以分子克隆的方式，構(gòu)建了雙鏈RNA（dsRNA）高抑制表達(dá)載體(RNAi)，通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化煙草葉肉細(xì)胞，再生植株，T2代作為實(shí)驗(yàn)材料。
在形態(tài)方面，相對(duì)于空載體轉(zhuǎn)基因植株，高抑制轉(zhuǎn)基因株系中的葉片數(shù)量較多，葉片較寬，而且在葉片中的小分子miRNA166 和miRNA396表達(dá)量降低。
實(shí)驗(yàn)中NtWRKY4基因能夠被水楊酸SA誘導(dǎo)，而且被其它非生物逆境因子誘導(dǎo)的表達(dá)量低。通過(guò)煙草花葉病毒TMV接種，轉(zhuǎn)基因植株對(duì)病毒有清楚的響應(yīng)，形態(tài)發(fā)生了顯著的變化，證明NtWRKY4確實(shí)與抗病性有關(guān)。感染病原細(xì)菌也同樣證明了其與抗病性有關(guān)。
研究結(jié)果顯示，NtWRKY4 與葉片形態(tài)發(fā)育有關(guān)，同時(shí)參與了抗病毒防御反應(yīng)。Northern雜交結(jié)果顯示，葉片中的煙草花葉病毒RNA減少了。TMV在野生型植株中的積累相對(duì)迅速地增強(qiáng)，并較迅速地減弱，對(duì)葉片形態(tài)影響較小，而轉(zhuǎn)基因植株則因?yàn)镹tWRKY4受到抑制而積累時(shí)間長(zhǎng)，抗性降低，形態(tài)受到嚴(yán)重影響，造成畸形葉，且有更明顯的病毒斑點(diǎn)，證明NtWRKY4與調(diào)控抗病毒過(guò)程有關(guān)。但TMV并不能誘導(dǎo)NtWRKY4的表達(dá)，說(shuō)明在整個(gè)抗病信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中，NtWRKY4不受TMV的調(diào)控。轉(zhuǎn)基因植株中PR基因在受到TMV誘導(dǎo)時(shí)受到抑制，證明NtWRKY4與PR基因表達(dá)有關(guān)系。
