引言

近期，江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所團(tuán)隊(duì)在《International Journal of Biological Macromolecules》發(fā)表研究Genome-wide identification of WRKY transcription factor genes in Euphorbia lathyris reveals ElWRKY48 as a negative regulator of phosphate uptake and ingenol biosynthesis，首次揭示了藥用植物續(xù)隨子（Euphorbia lathyris）中轉(zhuǎn)錄因子ElWRKY48如何通過(guò)調(diào)控磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因ElPHT1，影響植物磷吸收與次生代謝物合成。

ElWRKY基因家族鑒定與分類(lèi)

WRKY轉(zhuǎn)錄因子在植物中發(fā)揮著關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用，尤其是在應(yīng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)脅迫和病原體攻擊時(shí)。研究表明，WRKY基因家族具有高度的保守性和多樣性，通過(guò)調(diào)控下游基因的表達(dá)，幫助植物適應(yīng)環(huán)境變化。  

在續(xù)隨子中，科學(xué)家們鑒定出58個(gè)WRKY基因，分布在10條染色體上，通過(guò)系統(tǒng)發(fā)育分析，將ElWRKY基因家族分為3個(gè)主要類(lèi)型（I、II、III），其中II型進(jìn)一步分為5個(gè)亞組（IIa-IIe）。這些基因在不同組織中的表達(dá)模式各異，顯示了它們?cè)谥参锷�長(zhǎng)和代謝中的多重角色。

ElWRKY48對(duì)Pi吸收的負(fù)調(diào)控作用

過(guò)表達(dá)ElWRKY48的發(fā)根在Pi濃度測(cè)定中表現(xiàn)出顯著降低的Pi吸收能力，且發(fā)根生長(zhǎng)受到抑制。

通過(guò)Y1H、EMSA和Dual-LUC實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了ElWRKY48能夠直接結(jié)合到ElPHT1啟動(dòng)子的W-box元件，并負(fù)調(diào)控其表達(dá)。

ElWRKY48對(duì)ingenol生物合成的影響

除了調(diào)控磷吸收外，ElWRKY48還對(duì)藥用成分ingenol的合成產(chǎn)生影響。過(guò)表達(dá)ElWRKY48的發(fā)根中，ingenol含量明顯降低，與其生物合成相關(guān)的關(guān)鍵酶基因表達(dá)也受到抑制。  

研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)敲除ElWRKY48后，發(fā)根中的ingenol含量顯著提高。這為通過(guò)遺傳改良提升續(xù)隨子的藥用價(jià)值提供了新的思路。

未來(lái)應(yīng)用展望  

這項(xiàng)研究為農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域帶來(lái)了新的希望，深入了解WRKY轉(zhuǎn)錄因子的作用，可以幫助開(kāi)發(fā)高效的作物品種，增強(qiáng)植物在低磷土壤中的生長(zhǎng)能力。  

此外，這項(xiàng)研究還有望推動(dòng)傳統(tǒng)醫(yī)藥的現(xiàn)代化發(fā)展，提高藥用植物中有效成分的含量，為人類(lèi)健康做出貢獻(xiàn)。

本研究中Y1H、EMSA和Dual-LUC實(shí)驗(yàn)由源寶生物完成。

源寶生物建設(shè)有遺傳轉(zhuǎn)化和基因功能研究綜合性服務(wù)平臺(tái)，擁有完整及成熟的Smart/Gateway/一步法酵母文庫(kù)構(gòu)建體系、單雙三雜篩選體系、庫(kù)與庫(kù)高通量篩選體系及體內(nèi)外功能驗(yàn)證的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，歡迎致電咨詢(xún)025-52299880！