近日， Stress Biology 在线发表了学院杨桂燕副教授课题组题为“ JrMYB44  is required for the accumulation of polyphenols and contributes to drought tolerance in  Juglans regia ”的研究论文。该研究在前期研究基础上，进一步对 JrMYB44 基因在多酚积累中的作用、抗旱功能及下游调控网络进行深入研究。研究结果表明， JrMYB44 可以激活 JrWRKY7 、 JrDREB2A ，并与JrMYC2和JrDof1相互作用，以ROS依赖的方式促进核桃多酚积累，提高核桃抗旱性。林学院已毕业硕士研究生高向倩（现为中国林业科学研究院林业研究所在读博士研究生）与在读博士研究生王田雨为论文共同第一作者，杨桂燕副教授为论文通讯作者。

在前期研究中，共鉴定获得了5条核桃 MYB 基因，其中， JrMYB44 可被PEG₆₀₀₀显著诱导，其上游启动子含有丰富的逆境相关顺式作用元件。本研究构建了核桃和拟南芥的 JrMYB44 过表达（OE）和抑制（SE）系，对不同株系及野生型（WT）的多酚积累、抗旱生长和生理等相关指标进行测定分析。结果表明， JrMYB44 可正向调控核桃多酚积累和抗旱性，干旱应答与活性氧代谢有关，多酚积累与核桃抗旱性具有正相关性。即， JrMYB44 是依赖多酚代谢途径的核桃抗旱调控因子。

前期研究发现 JrMYB44 和 JrWRKY7 、 JrDREB2A 、 JrMYC2 、 JrDof1 在渗透胁迫应答中均为重要抗旱基因 JrGSTTau1 的上游调控因子。为了进一步明确这些转录因子在核桃响应干旱胁迫时的功能关系，我们首先分析了 JrMYB44 过表达核桃和野生型核桃之间的差异表达基因，发现 JrMYB44 与 JrMYC2 、 JrDof1 在同一个功能模块并处于 JrWRKY7 和 JrDREB2A 的上游。通过酵母单杂交（Y1H）技术、GUS瞬时共表达报告系统及双荧光素酶报告基因试验证实， JrMYB44 能识别下游的 JrWRKY7 和 JrDREB2A ；通过酵母双杂交（Y2H）技术、GST pull-down试验及荧光素酶互补成像实验证实，JrMYB44可与JrMYC2和JrDof1发生互作。研究结果进一步明确了核桃抗旱分子调控机制中 JrMYB44 、 JrWRKY7 、 JrDREB2A 、 JrMYC2 和 JrDof1 的功能关系。

JrMYB44 介导的核桃多酚积累与干旱胁迫响应的机制

综上所述， JrMYB44 在核桃抗旱响应及多酚积累中发挥了重要作用。其可以激活 JrWRKY7 、 JrDREB2A ，并与JrMYC2和JrDof1相互作用，以ROS依赖的方式促进核桃多酚积累，提高核桃抗旱性。本研究通过JrMYB44的核心作用阐述了核桃对干旱胁迫的响应机制。同时，考虑到核桃多酚的含量和成分与 JrMYB44 的表达水平相关，且不同核桃种质的抗旱性与 JrMYB44 的转录活性一致，我们提出了基于 JrMYB44 表达的核桃种质选育策略和基于 JrMYB44 高水平表达的核桃优良砧木或接穗选育途径，为今后核桃抗旱育种提供了关键基因和理论依据。

该研究得到了国家自然科学基金（32171804, 31800510）、中央高校基本科研业务费专项资金（2452022117）、西北农林科技大学试验示范站（基地）科技创新与成果转化项目（TGZX2021-41）的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1007/s44154-024-00193-7