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植物葉片衰老受到多種發(fā)育因子和環(huán)境因子所調(diào)控。外源植物激素茉莉酸（JA）處理可以誘導(dǎo)葉片細胞迅速進入衰老程序，而生長素（Auxin）卻可以有效地抑制該過程發(fā)生。眾所周知，植物激素JA和auixn介導(dǎo)的信號途徑之間存在著交叉調(diào)控通路，并在植物發(fā)育和抵抗病原菌侵染等生理過程中發(fā)揮著重要調(diào)控功能。但是JA和auixn在植物葉片衰老過程中的交叉調(diào)控機制及其信號通路，目前尚不了解。 

版納植物園植物分子生物學(xué)組組長余迪求研究員指導(dǎo)的青年研究骨干姜艷娟博士研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥WRKY57轉(zhuǎn)錄因子參與調(diào)控了植物激素JA和auixn所介導(dǎo)的植物葉片衰老信號途徑之間的交叉調(diào)控通路，并發(fā)揮重要的調(diào)控功能。WRKY57基因的表達分析表明，WRKY57基因顯著受JA誘導(dǎo)表達，并在衰老葉片中具有較高的表達水平。JA處理3天和5天后，兩個wrky57基因突變體表現(xiàn)出典型的衰老表型，即葉片嚴(yán)重黃化、葉片內(nèi)葉綠素含量減低和葉片具有更高的細胞死亡速率。進一步研究表明，一些衰老相關(guān)基因（特別是SAG12和SEN4基因）的表達量在wrky57基因突變體內(nèi)顯著增強。染色質(zhì)免疫共沉淀實驗證實WRKY57蛋白可以直接結(jié)合到SAG12和SEN4基因啟動子上，并抑制了它們的轉(zhuǎn)錄水平。此外，體外和體內(nèi)實驗均證明，WRKY57蛋白能有效地與JA信號途徑中的抑制子JAZ4/JAZ8和auxin信號途徑中的抑制子IAA29之間發(fā)生相互作用。與植物激素JA和auxin在分別調(diào)控植物葉片衰老的相反功能一致，JAZ4/8和IAA29在JA誘導(dǎo)的葉片衰老過程中也表現(xiàn)出相反的表型，而且JAZ4/8和IAA29蛋白是通過競爭性方式與WRKY57蛋白發(fā)生相互作用。 

綜上所述，我們的研究結(jié)果說明了植物激素生長素（Auxin）所介導(dǎo)的信號途徑可以通過WRKY57蛋白而拮抗調(diào)控茉莉酸（JA）誘導(dǎo)的葉片衰老過程。相關(guān)研究以Arabidopsis WRKY57 functions as a node of convergence for Jasmonic acid- and auxin-mediated signaling in Jasmonic acid-induced leaf senescence為題在線發(fā)表于國際知名學(xué)術(shù)期刊Plant Cell上。該課題得到了國家自然科學(xué)基金-青年科學(xué)基金項目的資助。

圖例說明：WRKY57在JA誘導(dǎo)的葉片衰老過程中的工作模型圖。 Auxin和JA通過WRKY57拮抗調(diào)控葉片的衰老過程。JAZ4/8和IAA29在JA誘導(dǎo)的葉片過程中分別作為負調(diào)控因子和正調(diào)控因子起作用，并且競爭性地跟WRKY57蛋白的鋅指結(jié)構(gòu)（Zinc-finger domain）發(fā)生相互作用。蛋白水平上，WRKY57受植物激素auxin誘導(dǎo)而受JA抑制。WRKY57通過直接結(jié)合到SAG12和SEN4基因的啟動子上來抑制它們的轉(zhuǎn)錄水平。實線表示直接地相互作用和調(diào)控。虛線表示間接調(diào)控。