WRKY55転写因子は、シロイヌナズナの活性酸素とサリチル酸の生合成に関与する遺伝子の転写を調節することで、葉の老化と防御応答を正に制御している

WRKY55 transcription factor positively regulates leaf senescence and defense response through modulating the transcription of genes implicated in ROS and SA biosynthesis in Arabidopsis.

• Yiqiao Wang
• Xing Cui
• Bo Yang
• Shutao Xu
• Xiangyan Wei
• Peiyu Zhao
• Fangfang Niu
• Mengting Sun
• Chen Wang
• Hao Cheng
• Yuan-Qing Jiang

抄録

活性酸素種（ROS）とサリチル酸（SA）は、葉の老化と病原体防御を制御する2つの因子である。しかし、一つの遺伝子がどのようにして活性酸素とサリチル酸の両方の経路を統合しているのかについては、まだ十分に理解されていない。ここでは、シロイヌナズナのWRKY55転写因子が活性酸素とサリチル酸の蓄積を正に制御し、その結果、葉の老化と細菌性病原体に対する抵抗性を制御していることを示した。誘導性および構成性の両方の過剰発現は葉の老化を促進するが、変異体は葉の老化を遅らせる。トランスクリプトーム解析の結果、1,448個の異なる発現遺伝子（DEG）が同定され、そのうち1,157個の遺伝子が発現によってアップレギュレートされていることが明らかになった。その結果、-過剰発現植物では対照植物に比べてROSとSAの含有量が高く、変異体では対照植物とは対照的な変化を示した。さらに、WRKY55がW-boxを含む断片に直接結合することで、WRKY55の発現を活性化することも明らかにした。以上のことから、我々の研究は、葉の老化と病原体抵抗性を制御するために、活性酸素とSA経路の両方を統合する新規なWRKY転写因子を同定した。

Reactive oxygen species (ROS) and salicylic acid (SA) are two factors regulating leaf senescence and pathogen defense. However, how a single gene integrates both ROS and SA pathways remains poorly understood. Here, we show that Arabidopsis WRKY55 transcription factor positively regulates ROS and SA accumulation and thus leaf senescence and resistance against the bacterial pathogen is predominantly expressed in senescent leaves and encodes a transcriptional activator localized to nuclei. Both inducible and constitutive overexpression of accelerates leaf senescence, while mutants delay it. A transcriptomic sequencing identified 1,448 differentially expressed gens (DEGs), of which 1,157 genes are up-regulated by expression. Accordingly, the ROS and SA contents in -overexpression plants are higher than that in the control, while mutants showed a contrast change. Moreover, WRKY55 positively regulates defense against Finally we show that WRKY55 activates the expression of and through directly binding to the W-box-containing fragments. Taken together, our work has identified a novel WRKY transcription factor that integrates both ROS and SA pathways to regulate leaf senescence and pathogen resistance.

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