干旱是影響植物地理分布、限制作物產(chǎn)量的主要環(huán)境因子。轉(zhuǎn)錄因子是植物生長發(fā)育和應(yīng)激反應(yīng)的主要調(diào)節(jié)因子。近日，生命科學(xué)學(xué)院吳長艾、鄭成超課題組在ThePlant Journal上在線發(fā)表了題為Regulation of drought tolerance in Arabidopsisinvolves the PLATZ4-mediated transcriptional repression of plasma membrane aquaporin PIP2;8的研究論文。首次揭示了PLATZ4直接靶向水通道蛋白編碼基因PIP2;8的啟動(dòng)子，抑制其表達(dá)，從而提高擬南芥抗旱性的新機(jī)制。

PLATZs（Plant A/T-rich protein and zinc-binding protein）編碼一類植物特異的鋅離子依賴的A/T富含序列結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子，在調(diào)控植物生長、種子發(fā)育、葉片衰老、和非生物逆境響應(yīng)過程中發(fā)揮重要作用。該團(tuán)隊(duì)2020年揭示了PLATZ2通過靶向抑制CBL4/SOS3和CBL10/SCaBP8負(fù)調(diào)控?cái)M南芥的耐鹽性。該研究揭示了PLATZ4主要通過調(diào)控ABA信號(hào)和氣孔運(yùn)動(dòng)在植物抗旱過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究人員對(duì)PLATZ4過表達(dá)和突變株系進(jìn)行抗旱性分析，發(fā)現(xiàn)PLATZ4過表達(dá)株系的氣孔開度減小，抗旱性顯著增強(qiáng)；而PLATZ4RNAi 和platz4突變體的氣孔開度增大，抗旱性顯著降低。轉(zhuǎn)錄分析和體內(nèi)體外靶向結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明PLATZ4直接靶向水通道蛋白編碼基因PIP2;8啟動(dòng)子上A/T富含序列并抑制其表達(dá)。PIP2;8定位于細(xì)胞質(zhì)膜，具有水轉(zhuǎn)運(yùn)活性，通過調(diào)控氣孔關(guān)閉負(fù)調(diào)控?cái)M南芥的抗旱性。而且，干旱脅迫誘導(dǎo)PLATZ4而抑制PIP2;8的表達(dá)依賴于ABA合成。

綜上所述，該研究揭示了一個(gè)新的轉(zhuǎn)錄因子PLATZ4和一個(gè)新的水通道蛋白PIP2;8在調(diào)控植物抗旱性中的重要作用，是兩個(gè)很有前途的育種靶標(biāo)。

圖1. PLATZ4平衡植物生長和抗旱性的作用機(jī)制

生命科學(xué)學(xué)院博士研究生劉淼和王春燕為論文共同第一作者，吳長艾教授和鄭成超教授為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，山東省中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展資金和山東省農(nóng)業(yè)良種工程良工程的支持。

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波