干旱是影響植物地理分布、限制作物產量的主要環境因子。轉錄因子是植物生長發育和應激反應的主要調節因子。近日，生命科學學院吳長艾、鄭成超課題組在ThePlant Journal上在線發表了題為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的啟動子，抑制其表達，從而提高擬南芥抗旱性的新機制。
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富含序列結合轉錄因子，在調控植物生長、種子發育、葉片衰老、和非生物逆境響應過程中發揮重要作用。該團隊2020年揭示了PLATZ2通過靶向抑制CBL4/SOS3和CBL10/SCaBP8負調控擬南芥的耐鹽性。該研究揭示了PLATZ4主要通過調控ABA信號和氣孔運動在植物抗旱過程中發揮關鍵作用。研究人員對PLATZ4過表達和突變株系進行抗旱性分析，發現PLATZ4過表達株系的氣孔開度減小，抗旱性顯著增強；而PLATZ4RNAi 和platz4突變體的氣孔開度增大，抗旱性顯著降低。轉錄分析和體內體外靶向結合實驗進一步證明PLATZ4直接靶向水通道蛋白編碼基因PIP2;8啟動子上A/T富含序列并抑制其表達。PIP2;8定位于細胞質膜，具有水轉運活性，通過調控氣孔關閉負調控擬南芥的抗旱性。而且，干旱脅迫誘導PLATZ4而抑制PIP2;8的表達依賴于ABA合成。
綜上所述，該研究揭示了一個新的轉錄因子PLATZ4和一個新的水通道蛋白PIP2;8在調控植物抗旱性中的重要作用，是兩個很有前途的育種靶標。
圖1. PLATZ4平衡植物生長和抗旱性的作用機制
生命科學學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基金，國家重點研發計劃，山東省中央引導地方科技發展資金和山東省農業良種工程良工程的支持。
編 輯：萬 千
審 核：賈 波
